TW202234749A - 電池連接器及電池系統 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種用於以一導電方式連接用於在一電池固持器（100）中儲存電能之電池（110、111、112）之電池連接器（10），該電池固持器（100）包含至少兩個疊置電池平面（102、103），該電池連接器（10）具有一極接觸件（20）及一夾緊部分（40），其中該極接觸件（20）設計成用於使一第一電池平面（102）中之一第一電池（110）與一第二電池平面（103）中之一第二電池（111）電接觸，其中該夾緊部分（40）包含用於與該第一電池平面（102）中之至少一個第三電池（112）進行夾緊接觸之至少兩個接觸彈簧（42）及用於以一力配合方式將該電池連接器（10）固持於該電池固持器（100）中之至少一個固持裝置（44）。本發明進一步揭示一種電池系統（150），其具有至少一個電池固持器（100）以及多個電池連接器（10）。

Description

電池連接器及電池系統

電池連接器係用於以導電方式連接用於在電池固持器中儲存電能之電池，以形成更大電池組且因此能夠按比例調整電池封裝中之能量及功率兩者。

特定而言，在用於工業及/或用於汽車行業的電池組之領域中，電池連接器牢固地連接至電池單元。諸如電阻熔接或接合之技術通常係用於牢固連接。在電池連接器之情況下，尤其在大比例電池組及因此大量電池及電池連接器之情況下，已知設計及連接方法所共有之缺陷為在用於製造電池連接器及裝配具有電池之電池連接器的對應站點處的製造時間較長。此外，由於所需空間，單側接觸受到阻礙及/或係不可能的，尤其在電阻熔接之情況下。電池組之可撓式比例通常需要調整電池連接器及因此需要對應工具，其使得製程工作量以及成本、時間及材料支出增加。

本發明揭示一種電池連接器及電池系統。根據請求項1之特徵設計電池連接器。根據請求項9之特徵設計電池系統。在附屬項、實施方式及附圖中闡述本發明之其他特徵及細節。

根據一第一態樣，本發明揭示一種用於以一導電方式連接用於在一電池固持器中儲存電能之電池之電池連接器，該電池固持器包含至少兩個疊置電池平面，該電池連接器具有一極接觸件及一夾緊部分，其中該極接觸件設計成用於使一第一電池平面中之一第一電池與一第二電池平面中之一第二電池電接觸，其中該夾緊部分包含用於與該第一電池平面中之至少一個第三電池進行夾緊接觸之至少兩個接觸彈簧及用於以一力配合方式將該電池連接器固持於該電池固持器中之至少一個固持裝置。

用於儲存電能之該等電池較佳地設計為電池或蓄電池。該等電池較佳地具有一圓柱形設計且具有沿一軸之一主延伸方向，該等電池圍繞該軸較佳地具有一可旋轉地對稱或實質上可旋轉地對稱設計。在本發明之上下文內，在不改變特徵之潛在預期功能之情況下，表述「X或實質上X」例如基於製造公差、材料特性及/或製程特性意欲理解為意謂可能的、輕微偏差。該等電池較佳地具有兩個極，在各情況下，一極位於該等電池之相對前端處。該極接觸件係用於使一第一電池平面中之一第一電池（尤其該第一電池之一極）與一第二電池平面中之一第二電池之一極接觸。該第一電池平面及該第二電池平面較佳地疊置。作為此類型之一構造設計之一例示性說明，一下部第一電池平面中之一第一電池之一上部極可藉助於該極接觸件以一導電方式連接至一上部第二電池平面中之一第二電池之一下部極。舉例而言，所描述之該導電連接因此為疊置平面中之一串聯連接。然而，該第一電池平面及該第二電池平面亦可替代地或另外設計在一起，且因此配置於一共同平面中。作為此類型之一構造設計之一例示性說明，一第一電池平面中之一第一電池之至少一個上部極可因此藉助於該極接觸件以一導電方式連接至一第二電池平面中之一第二電池之至少一個下部極，其中該第一電池平面及該第二電池平面及因此該第一電池及該第二電池配置於一共同平面中。舉例而言，所描述之該導電連接因此為一共同平面中之該第一電池及該第二電池之一串聯連接。

根據該電池連接器之一個設計，作為先前所描述之該等兩個設計之一組合，該電池連接器具有一第一平面中之至少一個第一電池與配置於該第一平面上方之一第二平面中之至少一個第二電池及與同該第一平面一起配置之一第二平面中之至少一個其他第二電池之一導電連接。以此方式設計之該電池連接器因此以一導電方式在一共同設計之平面內及疊置平面之間均連接該等電池。

該夾緊部分係用於有利地緊固該電池連接器及該等電池之位置。該夾緊部分包含用於與該第一電池平面中之至少一個第三電池進行夾緊接觸之至少兩個接觸彈簧及用於以一力配合（尤其摩擦）方式將該電池連接器固持於該電池固持器中之至少一個固持裝置。在各情況下，各接觸彈簧較佳地接觸該第一電池平面中之一第三電池。該等第三電池較佳地配置成與該第一電池平面中之該第一電池相鄰（尤其平行）。該等至少兩個接觸彈簧較佳地以此方式設計，使得可藉由夾緊至其外部表面而接觸該至少一個第三電池。該至少一個固持裝置較佳地設計為一凸耳、倒鉤、木銼狀裝置、三角形、尖頭、梯形及/或任何其他固持裝置。該接觸件部分較佳地僅經由該電池連接器之該極部分間接地接觸該第一電池，尤其該第一電池之該極。舉例而言，該電池連接器沿該夾緊部分之一主延伸方向插入以用於根據第二態樣之一電池系統中之裝配。該至少一個固持裝置因此較佳地朝著該極接觸件逐漸變窄，以便簡化該電池連接器之插入，且相對而言以阻礙或防止該電池連接器之抽出。

以此方式設計之一電池連接器係特別有利的，此係由於用於在一電池固持器中儲存電能之電池之一可撓式比例以及至少兩個電池之一位置緊固導電連接係藉由簡單及具成本效益之手段來產生。

根據根據本發明之該電池連接器之一個較佳具體實例，提供設計成一體式之該電池連接器及/或包含兩個主要延伸平面之該電池連接器，其中該極接觸件配置於一第一主延伸平面中且夾緊部分配置於一第二主延伸平面中，其中該第一主延伸平面及該第二主延伸平面配置成彼此成一角度，尤其成直角或實質上成直角。該電池連接器較佳地設計成一體式。特定而言，該電池連接器自一平坦的板狀及/或片狀材料（尤其一金屬及/或一金屬合金）衝壓及/或彎曲。該等兩個主延伸平面可清楚地理解為，例如沿一電池之一上部及/或下部端面之一水平第一主延伸平面及沿一電池之一主延伸方向之一豎直第二主延伸平面。在此情況下，例如在根據該第二態樣之一電池系統中之該等電池及該等電池連接器之安裝狀態下來描述該主延伸平面。該電池連接器因此具有例如一L形設計，尤其其中該極之電接觸係藉助於該豎直第一主延伸平面中之該極部分進行，且緊固該電池連接器及/或該等電池之該位置係藉助於該水平第二主延伸平面中之該夾緊部分之設計特徵進行。以此方式設計之一電池連接器可以一特別簡單及具成本效益之方式製造，且例如根據稍後描述之一第二態樣，產生及安裝於電池系統中需要極少時間。

根據根據本發明之該電池連接器之一個較佳具體實例，提供配置於該等至少兩個接觸彈簧之間的該至少一個固持裝置。根據本發明之一電池連接器之此類型之一構造設計有利地實現特別高效利用材料及同時改良該電池連接器之穩定性。側向接觸彈簧及至少一個中心固持裝置至少部分地分開設計，尤其為了有利地使得該等接觸彈簧能夠彈性移動。該等側向接觸彈簧及該等至少一個中心固持裝置較佳地以一實質上接合方式至少連接至該極接觸件，尤其另外彼此連接。該至少一個固持裝置之中心配置可能有利地緊固該電池連接器之該位置，且因此能夠藉助於該等接觸彈簧施加一較佳彈簧力。

根據根據本發明之該電池連接器之一個較佳具體實例，提供自該夾緊部分至少部分地衝壓及/或彎曲的至少一個固持裝置，及/或包含至少兩個固持裝置的該夾緊部分，其中該等至少兩個固持裝置自該夾緊部分在相反方向上至少部分地衝壓及/或彎曲。該至少一個固持裝置較佳地在該第二主延伸平面之外至少部分地衝壓及/或彎曲。該夾緊部分較佳地具有複數個固持裝置，尤其其中該等複數個固持裝置以一個或複數個組（尤其平行的組）配置。該等固持裝置較佳地自該夾緊部分在相反方向上至少部分地衝壓及/或彎曲。

根據根據本發明之該電池連接器之一個較佳具體實例，提供包含至少一組的固持裝置之該夾緊部分，尤其其中該等固持裝置組沿該夾緊部分之一主延伸方向延伸。該夾緊部分較佳地具有兩個或複數個平行固持裝置組。如先前所描述，例如，該電池連接器沿該夾緊部分之一主延伸方向插入。該等固持裝置組因此較佳地朝著該極接觸件逐漸變窄，以便簡化該電池連接器之插入，且相對而言以阻礙及/或防止該電池連接器之抽出。在固持裝置之一組配置之情況下，該等固持裝置較佳地自該夾緊部分在相反方向上縱向地及/或橫向地至少部分地衝壓及/或彎曲。以此方式設計之一電池連接器係特別有利的，此係由於該夾緊部分實現特別有利的固持且可能藉由簡單及具成本效益之手段來改良對該電池連接器之該位置之該緊固。

根據根據本發明之該電池連接器之一個較佳具體實例，提供包含至少一個加強結構之該電池連接器，其中該加強結構沿該極接觸件及/或該夾緊部分至少部分地延伸。一加強結構較佳地設計為一加強珠粒。該加強結構較佳地配置成圍繞該極接觸件與該夾緊部分之間的該電池連接器之轉角及/或配置於該極接觸件與該夾緊部分之間的該電池連接器之該轉角中。替代地或另外，該至少一個加強結構設計於該極接觸件及/或該夾緊部分內部。一加強結構係根據本發明之該電池連接器之一有利的發展，此係由於藉由簡單及具成本效益之手段有利地改良該電池連接器之構造穩定性。

根據根據本發明之該電池連接器之一個較佳具體實例，提供至少兩個接觸彈簧，其至少部分地塑性擰扭及/或彎曲，尤其在該第二主延伸平面之外。如先前所描述，該電池連接器較佳地自一平坦的板狀及/或片狀材料衝壓及/或彎曲。該接觸彈簧較佳地至少部分地塑性擰扭及/或彎曲，尤其該等至少兩個接觸彈簧較佳地塑性扭轉。扭轉、擰扭及/或彎曲藉助於該至少一個第三電池上之該等接觸彈簧能夠實現一彈性力效果。在各情況下，彎曲較佳地產生該等至少兩個接觸彈簧之一半圓形活動端，以用於該等接觸彈簧與該至少一個第三電池之間的有利的接觸。

根據根據本發明之該電池連接器之一個較佳具體實例，提供設計成沿該夾緊部分之一主延伸方向鏡像對稱之該等至少兩個接觸彈簧（尤其該電池連接器）。沿該夾緊部分之該主延伸方向沿一平面之一對稱性實現用於該電池連接器之特別簡單及具成本效益之製造以及具有較少時間及成本支出之改良安裝。

根據一第二態樣，本發明展示一種電池系統，其具有至少一個電池固持器以及多個電池連接器，該至少一個電池固持器具有至少兩個疊置電池平面，該電池固持器具有用於儲存電能之電池之多個容納空間及用於緊固該多個電池連接器之多個配合夾緊部分，其中根據該第一態樣設計該電池連接器。針對根據本發明之該第一態樣之該電池連接器已描述的所有優勢出現在所描述之該電池系統之情況下。該電池固持器較佳地設計成可堆疊的。該電池系統具有至少兩個疊置電池平面，其在各情況下具有用於一電池平面內之電池之多個相鄰容納空間。以此方式設計之一電池系統係特別有利的，此係由於用於在一電池固持器中儲存電能之電池之一可撓式比例以及至少兩個電池之一位置緊固導電連接係藉由簡單及具成本效益之手段來產生。舉例而言，該等容納空間意欲理解為意謂電池之一負形式。該等容納空間較佳地具有略微大於該等電池之外徑之一內徑，以便促進及/或能夠將該等電池引入至該等容納空間中。各容納空間較佳地設計成容納一電池，尤其排他地容納一個電池。該配合夾緊部分係用於引入該電池連接器之該夾緊部分。在引入該電池連接器之情況下，該夾緊部分較佳地完全或實質上完全引入於該配合夾緊部分中。在引入電池連接器之情況下，電池連接器極接觸件設計成與引入於容納空間中之電池之極接觸。該等至少一個固持裝置以一力配合方式將該電池連接器固持於該電池固持器之該配合夾緊部分中。在根據本發明之一電池系統中，各電池及/或一電池之各容納空間較佳地具有一電池固持器及/或一電池固持器之用於容納之一配合夾緊部分。在根據本發明之一個電池系統中，該電池固持器使得電池能夠有利地以一導電方式彼此連接，且可能以一具成本效益之方式且藉由簡單手段來緊固該電池固持器之該等容納空間中之該等電池之該位置。

根據根據本發明之該電池系統之一個較佳具體實例，提供多個配合夾緊部分，其設計為配合夾緊槽，尤其設計為平行配合夾緊槽，以用於緊固該等多個電池連接器。該等配合夾緊部分作為一起製造之配合夾緊槽之一個設計表示該等配合夾緊部分之一特別簡單及具成本效益之製造可能性。該等配合夾緊槽可設計成部分地或完全延行穿過該等電池之該等容納空間。該等配合夾緊槽較佳地以一線性方式配置，尤其與彼此平行。該等配合夾緊槽較佳地至少部分地配置於一個平面之該等電池之間。

在圖1至圖5中之各情況下，具有相同功能及操作模式之元件提供有相同參考編號。

圖1展示具有極接觸件20之電池連接器10及具有兩個接觸彈簧42及四個固持裝置44之夾緊部分40之透視圖。固持裝置44沿電池連接器10之第二主延伸平面HE2中之夾緊部分40之主延伸方向HR呈一條線配置。固持裝置44設計為三角形且在夾緊部分40之第二主延伸平面HE2之外交替地在相反方向上至少部分地衝壓及彎曲。固持裝置44使得電池連接器10能夠簡單地及至少部分地經引導插入至電池固持器（圖中未示）中，且其構造設計防止及/或阻礙電池連接器10自電池固持器（圖中未示）抽出。固持裝置44配置於兩個接觸彈簧42之間，且因此實現特別有利的固持且可能緊固根據本發明之電池系統（圖中未示）中之電池連接器10之位置。極接觸件20配置成與電池連接器之第一主延伸平面HE1中之夾緊部分40成直角。以此方式設計之電池連接器10係特別有利的，此係由於用於在電池固持器（圖中未示）中儲存電能之電池（圖中未示）之可撓式比例以及至少兩個電池（圖中未示）之位置緊固導電連接可藉由簡單及具成本效益之手段來產生。

圖2展示具有電池固持器100及多個電池連接器10之電池系統150之透視圖。電池110、112沿主延伸方向HR相鄰地配置於第一電池平面102中及用於儲存電能之電池110、111、112之容納空間104中。多個電池連接器10（此處展示兩個電池連接器10）插入於配合夾緊部分140中之相鄰電池110、112之間。舉例而言，配合夾緊部分140設計為配合夾緊槽142。在插入狀態下，各情況下之電池連接器10之極接觸件20接觸第一電池平面102中之第一電池110之極，此處與下側接觸。在所展示之設計中，極接觸件之上側以此方式設計，使得其接觸配置於位於第一電池平面102上方之第二電池平面103中之第二電池（圖中未示）之極。各情況下之夾緊部分40之兩個接觸彈簧42以夾緊方式接觸第三電池112，此處每電池固持器10總共兩個第三電池112。夾緊部分40之固持裝置44可能在插入狀態下緊固配合夾緊部分140中之電池連接器10之位置。

圖3展示具有電池固持器100及多個電池連接器10之電池系統150之透視圖。圖3示意性地展示電池連接器10之極接觸件20與第二電池111之極之接觸，其中第二電池111配置於第二電池平面103中。舉例而言，第二電池平面103配置於第一電池平面102上方。為了更佳說明，電池連接器10不完全插入至圖3中之電池固持器100中。在完全插入狀態下，電池連接器之極接觸件20與第一電池平面102之第一電池110之上部極之下側及第二電池平面103之第二電池111之下部極之上側均進行接觸。各情況下之接觸彈簧42以夾緊方式接觸第三電池112，其中第三電池112配置成與第一電池平面102中之第一電池110相鄰。

圖4展示具有極接觸件20之電池連接器10及具有呈兩個組形式之兩個接觸彈簧42及八個固持裝置44之夾緊部分40之透視圖。固持裝置44沿電池連接器10之第二主延伸平面HE2中之夾緊部分40之主延伸方向HR呈兩條平行線配置。固持裝置44設計為三角形且在夾緊部分40之第二主延伸平面HE2之外交替地在相反方向上至少部分地豎直及水平衝壓及彎曲。固持裝置44使得電池連接器10能夠簡單地及至少部分地經引導插入至電池固持器（圖中未示）中，且其構造設計防止及/或阻礙抽出。固持裝置44配置於兩個接觸彈簧42之間，且因此實現特別有利的固持且可能緊固根據本發明之電池系統（圖中未示）中之電池連接器10之位置。極接觸件20配置成與電池連接器之第一主延伸平面HE1中之夾緊部分40成直角。以此方式設計之電池連接器10係特別有利的，此係由於用於在電池固持器（圖中未示）中儲存電能之電池（圖中未示）之可撓式比例以及至少兩個電池（圖中未示）之位置緊固導電連接可藉由簡單及具成本效益之手段來產生。

圖5展示具有極接觸件20之電池連接器10及具有兩個接觸彈簧42及四個固持裝置44之夾緊部分40之透視圖。固持裝置44具有梯形設計且因此使得固持裝置44與電池固持器（圖中未示）之配合夾緊部分（圖中未示）之間的摩擦表面增加，且因此提高使用壽命及/或耐久性及/或可能改良對電池連接器之位置之緊固。

無

在下文中使用附圖更詳細地解釋根據本發明之電池連接器以及電池系統。在各情況下為示意性之附圖中： [圖1]    展示具有極接觸件之電池連接器及具有兩個接觸彈簧及四個固持裝置之夾緊部分之透視圖， [圖2]    展示具有電池固持器及多個電池連接器之電池系統之透視圖， [圖3]    展示具有電池固持器及多個電池連接器之電池系統之透視圖， [圖4]    展示具有極接觸件之電池連接器及具有兩個接觸彈簧及呈兩個組形式之八個固持裝置之夾緊部分之透視圖，及 [圖5]    展示具有極接觸件之電池連接器及具有兩個接觸彈簧及四個固持裝置之夾緊部分之透視圖。

Claims (10)

1. 一種用於以一導電方式連接用於在一電池固持器（100）中儲存電能之電池（110、111、112）之電池連接器（10），該電池固持器（100）包含至少兩個疊置電池平面（102、103），該電池連接器（10）具備一極接觸件（20）及一夾緊部分（40），其中該極接觸件（20）設計成用於使一第一電池平面（102）中之一第一電池（110）與一第二電池平面（103）中之一第二電池（111）電接觸，其中該夾緊部分（40）包含用於與該第一電池平面（102）中之至少一個第三電池（112）進行夾緊接觸之至少兩個接觸彈簧（42）及用於以一力配合方式將該電池連接器（10）固持於該電池固持器（100）中之至少一個固持裝置（44）。
2. 如請求項1之電池連接器（10）， 其特徵在於 該電池連接器（10）設計成一體式及/或 該電池連接器（10）包含兩個主延伸平面（HE1、HE2）， 其中該極接觸件（20）配置於一第一主延伸平面（HE1）中且該夾緊部分（40）配置於一第二主延伸平面（HE2）中，其中該第一主延伸平面（HE1）及該第二主延伸平面（HE2）配置成彼此成一角度，尤其成直角。
3. 如請求項1至2中任一項之電池連接器（10）， 其特徵在於 該至少一個固持裝置（44）配置於該至少兩個接觸彈簧（42）之間。
4. 如請求項1至3中任一項之電池連接器（10）， 其特徵在於 該至少一個固持裝置（44）自該夾緊部分（40）至少部分地衝壓及/或彎曲及/或 該夾緊部分（40）包含至少兩個固持裝置（44）， 其中該至少兩個固持裝置（44）自該夾緊部分（40）在相反方向上至少部分地衝壓及/或彎曲。
5. 如請求項1至4中任一項之電池連接器（10）， 其特徵在於 該夾緊部分（40）包含至少一組的固持裝置（44），尤其其中該固持裝置組（44）沿該夾緊部分（40）之一主延伸方向（HR）延伸。
6. 如請求項1至5中任一項之電池連接器（10）， 其特徵在於 該電池連接器（10）包含至少一個加強結構，其中該加強結構沿該極接觸件（20）及/或該夾緊部分（40）至少部分地延伸。
7. 如請求項1至6中任一項之電池連接器（10）， 其特徵在於 該至少兩個接觸彈簧（42）至少部分地塑性擰扭及/或彎曲，尤其在該第二主延伸平面（HE2）之外。
8. 如請求項1至7中任一項之電池連接器（10）， 其特徵在於 該至少兩個接觸彈簧（42），尤其該電池連接器（10）設計成沿該夾緊部分（40）之一主延伸方向（HR）鏡像對稱。
9. 一種電池系統（150），其具備具有至少兩個疊置電池平面（102）以及多個電池連接器（10）的至少一個電池固持器（100），該電池固持器（100）具備用於儲存電能之電池（110、111、112）之多個容納空間（104）及用於緊固該多個電池連接器（10）之多個配合夾緊部分（140）， 其特徵在於 如請求項1至8中任一項設計該電池連接器（10）。
10. 如請求項9之電池系統（150）， 其特徵在於 該多個配合夾緊部分（140）設計為配合夾緊槽（142），尤其設計為平行配合夾緊槽（142），以用於緊固該多個電池連接器（10）。

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