本發(fā)明涉及用于測(cè)試電池的連接的方法和裝置，多個(gè)電池在電池模塊中通過(guò)它們的電池電極電并聯(lián)到母線。

例如，用于電動(dòng)車輛的電池模塊可以用例如以aa格式使用商用鋰離子電池的這種技術(shù)來(lái)生產(chǎn)，商用鋰離子電池具有并聯(lián)布置(例如，500個(gè)電池)。這涉及非常大量電池的并聯(lián)電路。這導(dǎo)致在生產(chǎn)電池模塊之后所要求的測(cè)試中的問(wèn)題。

電池通過(guò)它們的電池電極連接到母線。連接可以以許多方式例如被構(gòu)造為直接接觸或經(jīng)由連接連接器，連接連接器例如一方面以線的形式連接到電池電極且另一方面連接到母線。必須測(cè)試這些連接。

因此，本發(fā)明具有創(chuàng)建可以測(cè)試電池的連接的方法和裝置的問(wèn)題。

該問(wèn)題用權(quán)利要求1的方法特征和權(quán)利要求5、權(quán)利要求6或權(quán)利要求7的裝置特征來(lái)解決。

根據(jù)本發(fā)明，電池模塊由連接到電阻測(cè)量器的一對(duì)觸針接觸。這種測(cè)試裝置已經(jīng)證明它們自己且可以例如用可移動(dòng)觸針快速地適應(yīng)不同測(cè)試情形。根據(jù)本發(fā)明，在測(cè)量期間可以檢查例如彈簧觸點(diǎn)或熔接或焊接連接連接器的連接電阻，一個(gè)觸針在電池電極上，并且第二觸針在連接到電池電極的導(dǎo)體布置上的點(diǎn)上，這允許關(guān)于連接質(zhì)量的非常精確陳述?？梢杂脤?duì)電池模塊的所有電池的重復(fù)或并聯(lián)測(cè)量以不復(fù)雜方式進(jìn)行關(guān)于電池模塊的適當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)的陳述。

所有連接可以用權(quán)利要求1的特征來(lái)獨(dú)立測(cè)試。為此，觸針例如對(duì)于每個(gè)電池可以被置于其電池電極上，并且另一個(gè)觸針可以置于母線上。測(cè)量開(kāi)銷優(yōu)選地可以用權(quán)利要求2的特征減半。如果在測(cè)量期間，觸針位于電池的電池電極上，并且另一個(gè)觸針位于另一個(gè)電池的電池電極上，則可以在測(cè)量時(shí)確定電池電極、母線以及另一個(gè)電池電極之間的完全連接的連接。因此，同時(shí)包括兩個(gè)電池，而實(shí)際上具有相同測(cè)量開(kāi)銷。此外，在這種類型的測(cè)量期間，所有觸針接觸相同接觸地點(diǎn)(即，電池電極)，因此，可以簡(jiǎn)化所要求測(cè)試裝置的構(gòu)造。

根據(jù)權(quán)利要求3，在測(cè)量期間，有利地使相鄰電池的電池電極接觸。因此，縮短兩個(gè)觸點(diǎn)之間的導(dǎo)電連接路徑，這提高測(cè)量準(zhǔn)確性。此外，因?yàn)槔缦拗朴|針之間的所要求最大距離，所以可以使得所要求的測(cè)試裝置更小。最后，與隨機(jī)訪問(wèn)方法相比，更大清晰度的優(yōu)點(diǎn)和簡(jiǎn)化的可能性產(chǎn)生用于觸針的控制裝置和控制程序。

如果以習(xí)慣方式，在每個(gè)測(cè)量中僅使用一對(duì)觸針，則這引起在大量必要測(cè)量步驟中具有數(shù)百個(gè)電池的電池模塊的情況，這延長(zhǎng)總測(cè)試時(shí)間。因此，根據(jù)權(quán)利要求4，有利地可以使多對(duì)觸針同時(shí)接觸。因?yàn)橛|針的行進(jìn)時(shí)間總是要求最大時(shí)間開(kāi)銷，所以這意味著時(shí)間的顯著節(jié)省。另一方面，實(shí)際測(cè)量時(shí)間通?？珊雎?。如果使多對(duì)觸針同時(shí)接觸，則它們例如可以被同時(shí)移動(dòng)，并且測(cè)量例如通過(guò)多個(gè)電阻測(cè)量器并聯(lián)操作或例如通過(guò)電阻測(cè)量器到不同對(duì)觸針的快速切換而同時(shí)發(fā)生。

根據(jù)權(quán)利要求5，在電池被布置在固定網(wǎng)格中的電池模塊的情況下，可以在網(wǎng)格上方移動(dòng)的測(cè)試頭被有利地設(shè)置為承載相對(duì)于網(wǎng)格適當(dāng)布置的多個(gè)觸針。特別是，在具有非常多電池的電池模塊的情況下，可以以該方式加速測(cè)試。測(cè)試頭可以從位置到位置行進(jìn)，并且并聯(lián)執(zhí)行多個(gè)測(cè)量。在大量觸針的情況下，可以以該方式非?？焖俚剡M(jìn)行工作。

根據(jù)權(quán)利要求6，以與觸針平行的有利方式設(shè)置安全觸針，該安全觸針接觸同一表面?？梢詼y(cè)量?jī)蓚€(gè)接觸位置之間的電阻。這產(chǎn)生關(guān)于接觸本身的質(zhì)量的陳述。如果還在每個(gè)連接測(cè)量期間測(cè)量接觸質(zhì)量，則可以顯著提高測(cè)量質(zhì)量。

電池模塊可以根據(jù)權(quán)利要求7有利地測(cè)量，在權(quán)利要求7中，母線被構(gòu)造為具有以網(wǎng)格狀圖案布置的孔的板，關(guān)聯(lián)電池電極被布置在網(wǎng)格狀圖案下方。這里，觸針以它們穿過(guò)孔以便接觸的這種方式被布置并構(gòu)造。這使得可以從板狀母線的自由側(cè)簡(jiǎn)單但精確接觸電池電極。

用示例的方式且在附圖中示意性地示出本發(fā)明。在附圖中：

圖1示出了用于用兩個(gè)測(cè)試頭測(cè)試電池模塊的電池的連接的裝置的側(cè)視圖；

圖2示出了沿著圖1中的線2-2的放大截面，示出了兩個(gè)電池；

圖3示出了沿著圖1中的線3-3的電池模塊上的頂視圖；

圖4示出了沿著圖1中的線4-4的測(cè)試頭的視圖；

圖5示出了沿著圖1中的線5-5的另一個(gè)測(cè)試頭；以及

圖6示出了另一個(gè)測(cè)試頭。

圖1示出了測(cè)試裝置1的側(cè)視圖，該測(cè)試裝置具有框架2，該框架將模塊載體3連接到頭載體4，并且例如通過(guò)模塊載體3置于未示出的桌子或地板上。模塊載體3用來(lái)容納要經(jīng)受測(cè)試的圖1所示的電池模塊5。

圖2示出了來(lái)自電池模塊5的截面，示出了板狀上母線6和被布置為平行于該板狀上母線的下母線7。母線6和7可以被構(gòu)造為一致的且相同的。多個(gè)電池8被布置在母線6與7之間，保持并聯(lián)站立在均勻網(wǎng)格中。載體結(jié)構(gòu)9可以用來(lái)保持電池并在網(wǎng)格中且用母線6、7固定所有電池的位置。

所示的兩個(gè)電池8為相同類型(例如，商用aa格式)。電池具有縱向延伸的圓柱形殼體，電池電極10和11中心地位于殼體的端部上。

電池電極10和11也如圖2所示的可以被構(gòu)造為機(jī)械地相同。電池電極具有不同極性+和-，并且全部電并聯(lián)。為此，例如為+電極的在圖2中朝向上母線6的電池電極10連接到上母線6，并且下電池電極11全部連接到下母線7。為了簡(jiǎn)化附圖，在圖2中，僅針對(duì)上母線6示出到母線的電極連接。

上母線6在上電池電極10所在的位置處設(shè)置有孔。對(duì)應(yīng)孔12也形成在下母線7中。

例如以線或帶的形狀形成的導(dǎo)電連接器13由一端連接到上電池電極10，并且由另一端連接到上母線6。連接器13在這里可以被構(gòu)造為線，該線在其端部處焊接到電池電極10的表面，或者通過(guò)點(diǎn)焊來(lái)連接。

連接器13還以對(duì)應(yīng)方式布置在下電池電極11與下母線7之間。因?yàn)樗鼈儍H必須承載單個(gè)電池8的電流，所以它們可以具有相對(duì)小的橫截面。因?yàn)槎鄠€(gè)電池的電流流過(guò)母線6和7，所以母線6和7還必須由導(dǎo)電材料構(gòu)成，但要求更大的橫截面。

圖3示出了電池模塊5、上母線6以及布置在它們中的孔12的頂視圖。孔12在所示示例性實(shí)施方式中布置為所示的規(guī)則網(wǎng)格，在網(wǎng)格中，電池8和電池電極也站立。兩個(gè)粗導(dǎo)體電纜14和15將上母線6和下母線7連接到消耗器(例如，連接到車輛引擎或連接到引擎前面的控制電子裝置)。

在安裝電池模塊5之后，必須針對(duì)制造誤差測(cè)試電池模塊。如果假定之前測(cè)試了單獨(dú)電池8，那么制造電池模塊5時(shí)的誤差的可能性基本上在定位連接器13時(shí)被發(fā)現(xiàn)。

連接器13在特定電池電極10的表面與上母線6的表面之間以s形行進(jìn)。在兩端處必須例如通過(guò)點(diǎn)焊產(chǎn)生導(dǎo)電連接。

如果例如熔接(soldering)或焊接(welding)以不完全方式發(fā)生，則斷開(kāi)(break)可能發(fā)生在連接器13中，或者在其一端處缺乏接觸。

在非常多連接的連接的情況下(例如，在具有500個(gè)電池的電池模塊的情況下為1000個(gè)連接器)，這種誤差必須用測(cè)試且盡可能快地被檢查。

電池8與母線6、7之間的連接的良好導(dǎo)電性在這里是重要的。為了檢查連接，執(zhí)行電阻測(cè)量。通過(guò)一對(duì)觸針17、18連接到圖2所示的線的電阻測(cè)量器16用于此。

電阻測(cè)量器16包括為習(xí)慣構(gòu)造的電流源19和電流測(cè)量裝置20。給定電流源19的已知電壓，電流測(cè)量裝置20的顯示可以明白地被重新計(jì)算為所測(cè)量的電阻值。如圖2所示，在示例性實(shí)施方式中，測(cè)量導(dǎo)電良好的短連接上的電阻。因此，電阻測(cè)量器16應(yīng)被設(shè)計(jì)為特別適于低歐姆范圍。

為了確定連接器13是否在兩端處整體且正確地連接，例如可以在連接器的兩端之間執(zhí)行測(cè)量，以針對(duì)中斷檢查連接器。然后，對(duì)連接導(dǎo)體且另一方面對(duì)母線進(jìn)行接觸，以測(cè)試連接導(dǎo)體在母線上的正確連接。

這將意味著用于連接器的多個(gè)測(cè)量。另外，存在以下事實(shí)：連接導(dǎo)體13敏感且如果可以，不應(yīng)被觸摸。因此，以如圖2所示的以下這種方式(即，在連接到同一母線的不同電池的兩個(gè)電池電極之間)進(jìn)行測(cè)量。在圖2所示的示例中，該母線是上母線6。

如圖2所示，測(cè)量通過(guò)觸針17和18接觸上電池電極10的兩個(gè)電池8。因此，生成電流，該電流從一個(gè)電池電極流過(guò)其連接器13，然后穿過(guò)上母線6，然后穿過(guò)另一個(gè)連接器到達(dá)另一個(gè)電池8的電池電極10。因此，串聯(lián)測(cè)量?jī)蓚€(gè)完整的電池連接。這削減測(cè)量數(shù)量，因此將測(cè)量時(shí)間減半，并且優(yōu)化測(cè)量的重要性。

觸針17、18中的一個(gè)的不良接觸可能導(dǎo)致錯(cuò)誤測(cè)量。為了檢查接觸的可靠性，執(zhí)行安全測(cè)量。為此，設(shè)置可以具有與電阻測(cè)量器16基本上相同構(gòu)造的安全電阻測(cè)量器21。該安全電阻測(cè)量器一方面由所示的兩個(gè)導(dǎo)體連接到觸針17，并且另一方面連接到安全觸針22。如果兩個(gè)觸針22和27設(shè)置在電池電極10的同一導(dǎo)電表面上，則用該安全布置可以確定觸針17是否與電池電極10良好接觸。如果所測(cè)量的電阻在設(shè)置值以上，則觸針17的接觸可能不足且必須檢查。

具有安全觸針的對(duì)應(yīng)安全電路還可以設(shè)置在觸針18上，以能夠保證完全接觸安全性。

如圖2所示，電池8在底部上以相同方式連接到下母線7。因此，測(cè)試在這里可以以相同方式發(fā)生。

圖1所示的測(cè)試裝置1用于測(cè)試。測(cè)試裝置在模塊載體3上承載電池模塊5。頭載體4承載兩個(gè)頭驅(qū)動(dòng)器23和24，該兩個(gè)頭驅(qū)動(dòng)器對(duì)它們的部分來(lái)說(shuō)均承載測(cè)試頭25、26，并且可以使測(cè)試頭以期望方式沿x、y以及z方向移動(dòng)。

測(cè)試頭25和26具有不同尺寸，并且承載多個(gè)觸針17、18。電阻測(cè)量器以未示出的方式連接到觸針，并且能夠確定兩個(gè)觸針之間的電阻。在另一個(gè)實(shí)施方式中，還可以僅用一個(gè)電阻測(cè)量器操作所有對(duì)觸針，該電阻測(cè)量器被構(gòu)造為使得它可以為了該目的而在多對(duì)觸針之間切換。

如圖1、圖4以及圖5所示的，測(cè)試頭25和26具有不同尺寸。在示例性實(shí)施方式中，測(cè)試頭25承載八個(gè)觸針，并且測(cè)試頭26承載四個(gè)觸針。

圖6示出了具有不同針布置的測(cè)試頭27。然而，如圖3所示的，所示的所有頭25、26以及27的針布置明顯適配電池模塊5的孔12的網(wǎng)格布置。

圖1示出了處于上升位置(即，不接觸)的測(cè)試頭25，并且示出了處于下降位置的測(cè)試頭26，在該下降位置中，觸針接觸電池模塊5的電池電極10。

當(dāng)已經(jīng)完全測(cè)試電池模塊5的頂部時(shí)，現(xiàn)在可以翻轉(zhuǎn)電池模塊以按相同方式測(cè)試底部。

在非常大的電池模塊5的情況下，可以使用具有非常多針的測(cè)試頭25(例如，所示測(cè)試頭25的八個(gè)針)。當(dāng)然，可以使用甚至更大的測(cè)試頭，以進(jìn)一步加速測(cè)試過(guò)程。

測(cè)試頭(例如，測(cè)試頭25)可以在電池模塊5的表面上連續(xù)地在與其所有觸針的接觸的多個(gè)相鄰位置中被清楚地看到，這使得可以實(shí)現(xiàn)所有孔12的完全嚙合。如圖1所示，可以使用具有不同尺寸的平坦測(cè)試頭25和26。例如，窄范圍可以用較小測(cè)試頭26來(lái)測(cè)試，較小測(cè)試頭26對(duì)于大測(cè)試頭25來(lái)說(shuō)太窄。

在使用安全觸針22的情況下，它們將另外設(shè)置在測(cè)試頭上，這可能使測(cè)試頭上的觸針的數(shù)量加倍。

圖2示出了連接器13的幾何結(jié)構(gòu)，這些連接器以它們穿過(guò)母線6的孔12的這種方式來(lái)布置。連接器在該區(qū)域中對(duì)觸摸敏感且不應(yīng)由觸針17、18觸摸。因此，觸針17、18且可選地還有22必須被定位為穿過(guò)孔12且與連接器13相鄰(即，在非常窄的區(qū)域范圍內(nèi))。頭驅(qū)動(dòng)器23和24的位置控制將以適當(dāng)精確方式來(lái)構(gòu)造。

附圖標(biāo)記列表

1測(cè)試裝置15導(dǎo)體電纜

2框架16電阻測(cè)量器

3模塊載體17觸針

4頭載體18觸針

5電池模塊19電流源

6上母線20電流測(cè)量裝置

7下母線21安全電阻測(cè)量器

8電池22安全觸針

9載體結(jié)構(gòu)23頭驅(qū)動(dòng)器

10電池電極24頭驅(qū)動(dòng)器

11電池電極25測(cè)試頭

12孔26測(cè)試頭

13連接器27測(cè)試頭

14導(dǎo)體電纜