單池連接器以及電池單池、電池模塊、電池、電池系統(tǒng)、車輛和用于制造電池模塊的方法
【專利說(shuō)明】
【背景技術(shù)】
[0001]可預(yù)見(jiàn)的是，無(wú)論靜止式應(yīng)用例如對(duì)于風(fēng)能設(shè)備，還是移動(dòng)式應(yīng)用例如對(duì)于電動(dòng)汽車(電動(dòng)車輛EV)或者混合動(dòng)力車輛(混合動(dòng)力車輛HEV)，作為可重復(fù)充電的電的蓄能器(EES)，日益使用例如帶有鋰離子蓄電池、鋰聚合物蓄電池或鎳-金屬混合蓄電池的新式電池系統(tǒng)(蓄電池系統(tǒng))。
[0002]電池系統(tǒng)必須在可用的能量含量、充電/放電效率、可靠性、壽命和并非所愿的因頻繁的部分放電引起的容量損失方面滿足很高的要求。
[0003]電池系統(tǒng)包括多個(gè)電池單池。由于其單池內(nèi)電阻和所發(fā)生的電化學(xué)過(guò)程，電池單池在充電和放電期間發(fā)熱。電池單池可以串聯(lián)(串連)連接，以便提高電壓，和/或并聯(lián)地連接，以便增大最大電流。在此，電池單池可以組裝成電池模塊或電池單元。在汽車驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中，例如可以把大約100個(gè)電池單池(作為牽引電池)串聯(lián)地或并聯(lián)地連接起來(lái)。因而對(duì)于高電壓電池系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，總電壓例如可以為450V或者甚至600V。
[0004]為了保證電池模塊或電池系統(tǒng)的功能和壽命，因此需要使得電池單池的電接頭(單池端子)可靠地相互連接。為了連接這些單池端子，使用了單池連接器，其中，這些單池連接器包括導(dǎo)電的材料例如金屬比如鋁(Al)或銅(Cu)，和/或例如通過(guò)壓焊、焊接或旋接與單池端子連接。單池連接器可以是彈性的和/或可塑性變形的單池連接器，以便保護(hù)單池端子免受過(guò)大的力和/或彎曲力矩。單池連接器因而也可以補(bǔ)償電池單池的制造誤差和/或因工作引起的相對(duì)移動(dòng)。
[0005]由JPH11-86831已知一種兩元結(jié)構(gòu)的單池連接器，其可沿著多個(gè)單池端子移動(dòng)。
[0006]然而，為了進(jìn)一步提高電池(蓄電池)和電池系統(tǒng)(蓄電池系統(tǒng))的功能性和可靠性，需要提出一種改進(jìn)的單池連接器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]具有獨(dú)立權(quán)利要求的特征的本發(fā)明的裝置和方法具有如下優(yōu)點(diǎn):可以提出一種非常簡(jiǎn)單的、可靠的卻可松開(kāi)的單池端子連接方案。由此可以保證在電池的壽命期間對(duì)用于傳遞電能的單池端子的電接觸。這里能夠以合適的接觸法向力進(jìn)行接觸。還可以補(bǔ)償電池單池及其單池端子的制造誤差和/或補(bǔ)償在工作期間在電池單池之間的相對(duì)移動(dòng)。由此可以減小從單池連接器傳遞到單池端子上的力和/或力矩比如彎曲力矩。此外簡(jiǎn)化了單池連接器的結(jié)構(gòu)。這里例如可以省去用于單池連接器的塑性變形的機(jī)構(gòu)和/或省去補(bǔ)償部件比如彈性部件或補(bǔ)償弓。由此可以減少所需組件的數(shù)量。還可以簡(jiǎn)單地安裝單池連接器，而無(wú)需使用繁瑣的工具或配件，和/或例如在廢舊利用中將其拆卸。
[0008]本發(fā)明的有利的實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求中有所記載。
[0009]卡夾部件有益地可以至少逐段地例如在背部區(qū)段中被彈性地設(shè)計(jì)。由此可以借助彈力來(lái)保證接觸。這樣就能自動(dòng)地接觸，和/或持久地保持接觸?？▕A部件例如可以包括鋼比如彈性鋼。
[0010]卡夾部件有益地可以導(dǎo)電地設(shè)計(jì)。由此可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化單池連接器的結(jié)構(gòu)。
[0011 ]替代地，卡夾部件可以非導(dǎo)電地設(shè)計(jì)。由此可以為單池連接器提供電絕緣。因而可以例如將單池端子僅僅機(jī)械地相互連接，用于提高穩(wěn)固性。
[0012]帶有第一插入?yún)^(qū)段的第一邊腿區(qū)段和帶有第二插入?yún)^(qū)段的第二邊腿區(qū)段有益地可以彼此對(duì)稱地設(shè)計(jì)。由此可以提出一種特別簡(jiǎn)單的連接方式。
[0013]替代地，帶有第一插入?yún)^(qū)段的第一邊腿區(qū)段和帶有第二插入?yún)^(qū)段的第二邊腿區(qū)段彼此非對(duì)稱地設(shè)計(jì)。由此可以提出一種特別可靠的連接方式。
[0014]有益地，卡夾部件例如背部區(qū)段、第一邊腿區(qū)段或第二邊腿區(qū)段可以經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)，使得第一插入?yún)^(qū)段、第二插入?yún)^(qū)段或者第一插入?yún)^(qū)段和第二插入?yún)^(qū)段分別能夠插入到單池端子中。由此可以根據(jù)相應(yīng)的要求來(lái)調(diào)整連接方式。
[0015]有益地，卡夾部件可以經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)，使得背部區(qū)段、第一邊腿區(qū)段或第二邊腿區(qū)段分成多個(gè)區(qū)域，例如分成手指形、梳齒形或榫舌形，其中，卡夾部件可以分別在這些區(qū)域中至少部分地包夾單池端子。由此可以提供一種特別輕便的卡夾部件。還可以簡(jiǎn)化對(duì)卡夾部件的加工和/或安裝。
[0016]有益地，卡夾部件可以設(shè)計(jì)成能分開(kāi)或能切下，從而卡夾部件可根據(jù)單池端子的數(shù)量或間距截?cái)?。由此可以特別簡(jiǎn)單地根據(jù)相應(yīng)的要求來(lái)調(diào)整卡夾部件。進(jìn)而可以減少卡夾部件的變型數(shù)量，簡(jiǎn)化倉(cāng)儲(chǔ)管理。
[0017]有益地，單池連接器還可以包括用于使得單池端子電連接的導(dǎo)電體例如匯流排。由此可以改善電連接，即減小單池連接器的電阻。替代地，例如當(dāng)卡夾部件非導(dǎo)電地設(shè)計(jì)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)電連接。
[0018]有益地，卡夾部件例如背部區(qū)段、第一邊腿區(qū)段或第二邊腿區(qū)段可以經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)，使得導(dǎo)電體或匯流排可以布置在卡夾部件和單池端子之間。由此可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化單池連接器的結(jié)構(gòu)及其安裝。
[0019]有益地，導(dǎo)電體或匯流排可以包括用于穿過(guò)第一邊腿區(qū)段或第二邊腿區(qū)段的開(kāi)口。由此可以將導(dǎo)電體或匯流排至少部分地構(gòu)造在卡夾部件之外。由此可以增大其橫截面，減小其電阻。還可以使得有些機(jī)構(gòu)例如測(cè)量機(jī)構(gòu)比如電流測(cè)量機(jī)構(gòu)和/或溫度測(cè)量機(jī)構(gòu)與導(dǎo)電體或匯流排連接。
[0020]有益地，單池連接器還可以包括用于保證單池連接器的固定的保險(xiǎn)部件，其可在第一邊腿區(qū)段或第二邊腿區(qū)段的區(qū)域中與卡夾部件連接。由此可以防止連接自動(dòng)地和/或不經(jīng)意地?cái)嚅_(kāi)。
[0021]本發(fā)明還提出一種電池模塊，其包括前述的單池連接器。
[0022]本發(fā)明還提出一種電池，其包括前述的單池連接器或者前述的電池模塊。包
[0023]本發(fā)明還提出一種電池系統(tǒng)，其包括前述的單池連接器、前述電池模塊或前述電池。
[0024]本發(fā)明還提出一種車輛，特別是汽車比如電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力車輛或電動(dòng)摩托車(電動(dòng)自行車、電力自行車)、電動(dòng)腳踏車(電動(dòng)踏板車、電力踏板車)、海上交通工具比如電動(dòng)船只或潛水艇(潛艇)、空中交通工具或太空交通工具，其包括與車輛相關(guān)的前述單池連接器、與車輛相關(guān)的前述電池模塊、與車輛相關(guān)的前述電池或與車輛相關(guān)的前述電池系統(tǒng)。
[0025]有益地，卡夾可以包括把第一插入?yún)^(qū)段掛到第一容納區(qū)段中和隨后把第二插入?yún)^(qū)段掛到第二容納區(qū)段中。由此可以改善連接方式。
[0026]有益地，卡夾還可以包括在掛入第一插入?yún)^(qū)段之后將第二邊腿區(qū)段下壓。由此可以特別是當(dāng)卡夾部件彈性地設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)一步改善連接方式。
[0027]有益地，掛入第二插入?yún)^(qū)段可以包括移動(dòng)卡夾部件，同時(shí)保持使得第一插入?yún)^(qū)段插入到第一容納區(qū)段中。由此可以再次改善連接方式。
[0028]有益地，該方法還包括提供保險(xiǎn)部件及在掛入第二插入?yún)^(qū)段之后使得保險(xiǎn)部件與卡夾部件連接。由此可以防止連接自動(dòng)地和/或不經(jīng)意地?cái)嚅_(kāi)。
[0029]有益地，該方法還包括提供導(dǎo)電體或匯流排，及將導(dǎo)電體或匯流排設(shè)置在單池端子上。由此可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化對(duì)單池連接器的安裝。
[0030]由此可以減輕重量和/或降低成本例如制造成本比如材料成本和加工成本如安裝成本。還可以提高廢舊利用性和環(huán)境永續(xù)性。
【附圖說(shuō)明】
[0031]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)可由參照附圖對(duì)示范性實(shí)施方式的如下說(shuō)明得到，但這些實(shí)施方式并非對(duì)本發(fā)明的限制。
[0032]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的帶有卡夾部件200k、200m的電池模塊10的示意性的側(cè)視圖；
[0033]圖2為根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施方式的帶有卡夾部件20(h、"_、2003的示范性的電池模塊20的示意性的立體圖；
[0034]圖3-6為根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的帶有另一卡夾部件20(^的另一電池模塊17的示意性的側(cè)視圖，用于介紹安裝情況；
[0035]圖7為根據(jù)本發(fā)明的該另一種實(shí)施方式的帶有其它卡夾部件20(h、"^2003的示范性的電池模塊20的示意性的立體圖；
[0036]圖8-10為根據(jù)本發(fā)明的又一種實(shí)施方式的帶有又夾部件200k的又一電池模塊10〃的示意性的側(cè)視圖，用于介紹安裝情況；
[0037]圖11和12為根據(jù)本發(fā)明的再一種實(shí)施方式的帶有再一^夾部件200k的再一電池模塊10/〃的示意性的側(cè)視圖，用于介紹安裝情況；
[0038]圖13為根據(jù)本發(fā)明的一種改型的實(shí)施方式的示范性的改型的電池模塊30的示意性的立體圖，其帶有改型的卡夾部件20(/ I和電流引導(dǎo)部件5001;
[0039]圖14為根據(jù)本發(fā)明的所述改型的實(shí)施方式的示范性的改型的電池模塊30在無(wú)改型的卡夾部件20(/i時(shí)的示意性的立體