導(dǎo)體模塊和具有這種導(dǎo)體模塊的電化學(xué)蓄能器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種導(dǎo)體模塊和一種具有這種導(dǎo)體模塊的電化學(xué)蓄能器。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰基蓄電池的應(yīng)用領(lǐng)域除了全電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力車以外還包括電動(dòng)工具、電子娛樂電器、計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話和其它應(yīng)用。這種尤其電化學(xué)的蓄能器大多包括一個(gè)或多個(gè)電池單元。
[0003]電池系統(tǒng)經(jīng)常由許多電池單元構(gòu)成，它們組成一個(gè)模塊。在此各個(gè)電池單元通過導(dǎo)電連接相互接通，例如串聯(lián)。因?yàn)槟K例如為高功率需求的節(jié)拍式逆變器提供能量，可能產(chǎn)生具有高峰值的電流。這可能導(dǎo)致高場(chǎng)強(qiáng)的磁故障。由此干擾可能感應(yīng)到電池系統(tǒng)里面，這可能干擾電池的電池管理系統(tǒng)(BMS)。此外這種干擾由于輻射或入射也不利地影響其它電設(shè)備，例如收音機(jī)。這尤其適用于汽車牽引電池，它們具有塑料外殼，該外殼不提供屏蔽。
[0004]由文獻(xiàn)US 2010/0210318 A1已知移動(dòng)的通訊裝置，它具有可再充電的電池系統(tǒng)。這種電池系統(tǒng)可以具有濾波器、例如鐵氧體磁芯，它可以設(shè)置在輸出導(dǎo)線上。
[0005]文獻(xiàn)US 5，471，658A描述了一種通訊系統(tǒng)，它具有電池。在電池外部還設(shè)置鐵氧體磁芯。
[0006]由文獻(xiàn)DE 201 08 259 U1已知電池充電系統(tǒng)，它用于電池再充電。在此電池充電導(dǎo)線配有鐵氧體磁芯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的內(nèi)容是導(dǎo)體模塊，具有至少兩個(gè)電導(dǎo)體段，其中，所述導(dǎo)體模塊還具有至少部分地圍卡至少兩個(gè)電導(dǎo)體段的鐵氧體磁芯，用于抑制共模干擾，其中所述鐵氧體磁芯與至少兩個(gè)電導(dǎo)體段機(jī)械地連接成一個(gè)元件，并且這樣選擇至少兩個(gè)電導(dǎo)體段，在導(dǎo)體模塊運(yùn)行時(shí)并且在沒有共模干擾時(shí)通過電導(dǎo)體段通過鐵氧體磁芯地流動(dòng)零電流總和(為零的和電流)。
[0008]上述導(dǎo)體模塊能夠以特別有利的方式顯著減少電子元件、例如電池模塊由于電磁故障引起的干擾、尤其是共模干擾，例如由于導(dǎo)體和磁場(chǎng)復(fù)合的電磁干擾，其中還允許特別有利地執(zhí)行到電系統(tǒng)、例如電池系統(tǒng)里面。
[0009]在此尤其可以在那種應(yīng)用中使用這種導(dǎo)體模塊，其中通過分散的導(dǎo)體、例如電流排(英文:Busbars)或匯流排流動(dòng)高的尤其通過逆變器或DC-DC變換器的脈沖的電流。例如，導(dǎo)體模塊可以用于，連接在電池系統(tǒng)里面的不同的部件，例如電池單元模塊，BDU(Battery Disconnect UNIT (電池?cái)嚅_單元)也稱為Junct1n-Box (接線盒))，保險(xiǎn)、電流傳感器等，或者例如使電池單元與相應(yīng)的觸點(diǎn)或耗電器或在與其它電池單元連接。尤其這種導(dǎo)體模塊可以在汽車牽引電池中應(yīng)用。
[0010]上述的電池模塊包括至少兩個(gè)電導(dǎo)體段，其中所述導(dǎo)體模塊不限制于設(shè)有兩個(gè)電導(dǎo)體段。而是也可以設(shè)置許多大于兩個(gè)的數(shù)量的電導(dǎo)體段，例如四個(gè)導(dǎo)體，它們?nèi)匀还餐鼐哂辛汶娏骺偤汀?br>[0011]外部干擾，例如高頻脈沖逆變器或DC-DC變換器的干擾，可能將導(dǎo)體復(fù)合或作為電磁場(chǎng)入射到導(dǎo)體模塊或包括導(dǎo)體模塊的電池里面。由此它們可能引起共模干擾，它們可能不利地蓄能器的信號(hào)處理單元或相鄰的元件。例如通過干擾電池管理系統(tǒng)(BMS)的電池電壓測(cè)量可能在電池中出現(xiàn)測(cè)量誤差。這例如可能負(fù)面地影響確定充電狀態(tài)(State-of-Charge, SoC)和老化狀態(tài)(State-of-heath，SoH)。此外尤其可能超過相關(guān)磁場(chǎng)的允許極限值，例如在汽車?yán)锩?。尤其為了保持這個(gè)極限值，措施如導(dǎo)體模塊是有利。在此關(guān)于共模干擾以公知的方式理解為干擾或影響，它們以相同相位和相同振幅作用于至少兩個(gè)導(dǎo)體段。
[0012]為了有效地減小上述效應(yīng)，設(shè)有至少部分地圍卡至少兩個(gè)導(dǎo)體段的鐵氧體磁芯，用于抑制共模干擾。在此關(guān)于鐵氧體磁芯或鐵氧體過濾器尤其理解為一個(gè)元件，它包括鐵氧體，或者由鐵氧體制成并由此電磁場(chǎng)本身集中并因此可以避開環(huán)境，如同專業(yè)人員基本公知的那樣。由此可以實(shí)現(xiàn)特別有效地屏蔽電磁場(chǎng)。在此至少部分圍卡至少兩個(gè)電導(dǎo)體段的鐵氧體磁芯還可以理解為一個(gè)鐵氧體磁芯，它環(huán)繞兩個(gè)導(dǎo)體段，但是被本發(fā)明的范圍包括，鐵氧體以及圍卡可以具有中斷，例如更小的空氣隙。
[0013]設(shè)有鐵氧體磁芯，由此可以阻尼通過磁場(chǎng)引起的上述共模干擾。因此設(shè)置鐵氧體磁芯作為有效措施，用于防止不利地影響例如電池系統(tǒng)的電子部件。
[0014]在此屏蔽在上述導(dǎo)體模塊中因此尤其是特別有利的，因?yàn)殍F氧體磁芯這樣定位以及這樣選擇至少兩個(gè)電導(dǎo)體段，在導(dǎo)體模塊無干擾運(yùn)行時(shí)或者是不存在通過電導(dǎo)體段的共模干擾通過鐵氧體磁芯地流動(dòng)零電流總和，也就是說，通過鐵氧體包繞的電流在總和上為零，因?yàn)樵趦蓚€(gè)導(dǎo)體中電流在數(shù)值上相同大小但是在相反方向上流動(dòng)。這例如適用于，兩個(gè)導(dǎo)體段由到耗電器的通入導(dǎo)體和返回導(dǎo)體構(gòu)成。此外如果不存在共模干擾，通過導(dǎo)體段出現(xiàn)零電流總和。電流總和瞬時(shí)偏離零，則引起共模干擾，這又按照感應(yīng)定律導(dǎo)致在鐵氧體磁芯中的磁場(chǎng)，它反作用于磁場(chǎng)源，由此也可以抵制共模干擾。
[0015]在此至少兩個(gè)導(dǎo)體段由于其電位差相互間完全電絕緣。此外電導(dǎo)體能夠具有導(dǎo)電性，它根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域足以用于例如在電池系統(tǒng)內(nèi)部可以用作通入導(dǎo)體或返回導(dǎo)體。這種例如由匯流排高度的電導(dǎo)體段尤其由金屬構(gòu)成。這種導(dǎo)體段例如包括銅或鋁或由這種材料之一組成，或者可以具有例如相應(yīng)的導(dǎo)電性。
[0016]因此至少兩個(gè)電導(dǎo)體段尤其可以與一個(gè)或多個(gè)電池單元連接。在此例如可以規(guī)定，所述電導(dǎo)體段可以與同一電池單元或者與許多同樣的電池單元這樣連接，使一個(gè)電導(dǎo)體段在導(dǎo)體模塊或電池的運(yùn)行狀態(tài)中作為電通入導(dǎo)體使用，或者可以構(gòu)成這個(gè)導(dǎo)體的一部分，并且另一電導(dǎo)體段在導(dǎo)體模塊或電池的運(yùn)行狀態(tài)中作為電返回導(dǎo)體使用或者構(gòu)成這個(gè)導(dǎo)體的一部分。但是原則上不排除而是被本發(fā)明范圍包括，電導(dǎo)體段接通不同的電池單元和/或同樣由通入導(dǎo)體或返回導(dǎo)體構(gòu)成，因此它們通過鐵氧體磁芯地導(dǎo)引零電流總和。
[0017]在上述的導(dǎo)體模塊中還規(guī)定，所述鐵氧體磁芯與至少兩個(gè)電導(dǎo)體段機(jī)械連接成一個(gè)元件，尤其通過一個(gè)、多個(gè)或所有存在的導(dǎo)體段固定。由此可以克服缺陷，即鐵氧體過濾器經(jīng)常不利地安裝，因?yàn)樗赡苁且状嗟?，并因此沒有保護(hù)措施時(shí)可能在機(jī)械負(fù)荷下、例如振動(dòng)或沖擊下?lián)p傷。但是通過上述布置可以繞過現(xiàn)有技術(shù)的這些缺點(diǎn)，由此如上所述、尤其與由現(xiàn)有技術(shù)已知的布置相比，導(dǎo)體模塊的壽命和可靠性是特別高的。
[0018]上述的與至少兩個(gè)導(dǎo)體段機(jī)械連接成一個(gè)元件的鐵氧體磁芯的布置，在此尤其意味著，鐵氧體磁芯直接固定或緊固在第一和/或第二電導(dǎo)體段上，或者間接地、即借助于一個(gè)或多個(gè)其它元件，由此產(chǎn)生獨(dú)立的元件，它包括導(dǎo)體和鐵氧體磁芯并且可以作為這種元件進(jìn)行安裝。
[0019]因此上述解決方案能夠組合兩個(gè)或更多個(gè)電導(dǎo)體段與鐵氧體磁芯成相關(guān)的元件，它提供由方法限定的顯著的優(yōu)點(diǎn)。因此這種元件經(jīng)常對(duì)于電部件的有利加工是特別有利的，因?yàn)樗軌驅(qū)崿F(xiàn)特別簡單且有利地組成電系統(tǒng)。這尤其是適用的，與使用單個(gè)部件不同，它們必需組成一個(gè)公共的電系統(tǒng)。
[0020]匯流排相互間是高歐姆絕緣的并且對(duì)外也通過一種材料絕緣，它具有例如在千兆歐姆范圍的絕緣電阻。例如作為電絕緣材料可以使用塑料，如同對(duì)于電導(dǎo)線、例如電纜的絕緣由專業(yè)人員所公知的那樣。尤其擴(kuò)展結(jié)構(gòu)尤其可以實(shí)現(xiàn)特別簡單的具有公知方法步驟的加工方法。例如在這個(gè)擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中可以采用工業(yè)上公知的塑料技術(shù)工藝，例如注塑、擠出或軟管收縮，用于有