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用于机动车辆电池的各圆形电池单元的导电连接的电池单元连接件以及用于制造机动车辆电池的方法

文献发布时间:2023-06-19 11:11:32


用于机动车辆电池的各圆形电池单元的导电连接的电池单元连接件以及用于制造机动车辆电池的方法

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆电池的各圆形电池单元的导电连接的电池单元连接件和一种用于机动车辆电池的制造方法。本发明此外还涉及一种用于机动车辆的电池,其包括多个圆形电池单元,所述圆形电池单元通过至少一个电池单元连接件彼此导电连接。

背景技术

为了能够在电力驱动车辆中,无论是混合动力车辆或纯电力驱动车辆,提供所需的电能,多个单独的电池单元通常是以导电的方式彼此连接或互连。这种电池单元的组装和互连尤其可能非常高成本。单个电池单元通常,根据性能要求,以不同的配置方式连接——部分并联和部分串联。为了能够给电力驱动车辆的高压系统提供相应的电压,通常不可避免地将这种电池单元部分地彼此串联连接,以便能够获得例如400伏特或者更高的工作电压。为了增大容量,此外,也可将多个电池单元并联连接。由此,在制造这种用于机动车辆的电池中的主要挑战是各个电池单元之间的尽可能简单但可靠的电接触。

EP 3 096 372 B1描述了一种电池的多个圆形电池单元以导电方式彼此接触的可能性。圆形电池单元通过塑料底板以规定的排列方式连接成电池模块。此外,用高导电性能的接触材料制成的并联板进行圆形电池单元的导电连接。对于每个圆形电池单元,将一个接触弹片焊接到并联板上。接触弹片通过激光焊接工艺与所对应的圆形电池单元的相应的正极以不可拆卸的方式连接。每个接触弹片分别被成型为,使得该接触弹片通过弹性臂为位于其上方的另一个圆形电池单元提供容纳单元。接触弹片与底板的焊接尤其是非常高成本的。此外,单个接触弹片的精确定位可能会有困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种解决方案,通过该解决方案,可以以尤其简单和可靠的方式将大量用于机动车辆的电池的各圆形电池单元导电连接。

此技术问题通过一种具有用于各圆形电池单元导电连接的电池单元连接件以及通过一种具有独立权利要求特征的用于制造机动车辆电池的方法来解决。在从属权利要求中给出了本发明有针对性的和非显而易见的改进方案。

根据本发明的用于机动车辆电池的各圆形电池单元的导电连接的电池单元连接件包括分别用于每两个串联的圆形电池单元的端侧连接的多个导电连接的接触元件,其中,接触元件分别具有一个用于与圆形电池单元的相应的电池盖建立材料结合连接的底部接触面,和若干用于与圆形电池单元的相应的电池杯建立施力接合连接的弹性臂。电池盖可以是圆形电池单元相应的正极,而电池杯可以是圆形电池单元相应的负极。然而,同样可能的是,电池盖是圆形电池单元的相应的负极,而电池杯是圆形电池单元的相应的正极,虽然这本身并不常见。此外,根据本发明的电池单元连接件具有多个导电连接的连接片,其将成组布置的接触元件彼此连接。由此,接触元件和连接片由一个共同的冲压弯曲件制成。例如,接触元件和连接片可以由单片金属板制成。根据本发明的电池单元连接件不必以高成本的方式通过接触元件和连接片的焊接来制成。由于接触元件和连接片由一个共同的冲压弯曲件制成,所以整个电池单元连接件可以以尤其简单和低成本的方式大量生产。

为了将相应的一对圆形电池单元彼此串联连接,仅需将一个接触元件的底部接触面与圆形电池单元的相应的电池盖材料结合连接,例如通过激光焊接或者类似方式。随后,可以将另一个具有电池杯的圆形电池单元轻松地插接到弹性臂之间,由此使圆形电池单元的电池杯,例如也是圆形电池单元的负极,被以施力接合方式保持在在两个弹性臂之间。这样,单个圆形电池单元可以分别成对地通过电池单元连接件非常容易地彼此串联接触或串联连接。此外,通过将串联的接触元件又彼此导电连接的导电的连接片可以将多个彼此邻接布置的圆形电池单元非常容易地而且过程更可靠地并联连接或彼此导电连接。共同的冲压弯曲件(接触元件和连接片由其制成)优选地由具有良好导电性能的材料冲压出并且相应地成型,以便形成各个接触元件。由此,优选地选择冲压弯曲件的材料,使其不仅满足良好的导电性能的要求,而且满足机械性能的要求,尤其是高的抗拉强度和低的热应力松弛的要求。

通过本发明的电池单元连接件,可以以特别简单和可靠的方式将机动车辆电池的大量圆形电池单元彼此串联及并联接触。因为用于制造接触元件和连接片的冲压弯曲件优选地由单片金属板组成,所以在电池组装过程中,尤其是各个圆形电池单元接触时,可以尤其容易地操作电池单元连接件。此外可自动提供一种接触元件彼此之间的定位精确的布置。

本发明的一种实施方式规定,在布置在外部的接触元件上成型用于均衡各圆形电池单元的电压抽头。该电压抽头可以,例如被设计成接触翼片或类似的形式,因此,在电池工作期间,可以容易地在并联连接的圆形电池单元上顺接电压抽头,以实现电池均衡。为了实现所述的均衡,通常必须监控每个圆形电池单元的电压或每个并联连接的电池单元组的电压。为了不单独监控电池单元组中的每个圆形电池单元,被并联连接的圆形电池单元通过电压抽头相互监控。

本发明的另一种实施方式规定,弹性臂至少具有一个加强筋。相应的各圆形电池单元的总电流流通过这种指状的弹性臂,因此,其材料应具有优良的导电性能,例如通过铜材或者类似的材料制成。由此,为了获得低电阻,弹性臂的体积应尽可能大。单个弹性臂的弹力又应非常大,以便使接触电阻或者过渡电阻最小。如果弹性臂由弹簧钢制成,则对后一要求尤其有利。如果应力松弛大,接触元件会随着时间流逝丧失其接触压力,因此电阻增加。在这种情况下,接触元件由于升高的负载而受热损坏。通过电流与电阻总和的组合导致了功率损耗,该功率损耗一方面不可再用于相关机动车辆的驱动,另一方面被转换成热能,该热能必须要额外排出。每个圆形电池单元的一种尤其大的电流流经上述的增压电池。接触元件弹性臂的数量、体积和导电性能必须被最大化,而接触电阻应最小化。例如,铜材是一种导电性能非常良好的导体。然而,却具有相当低的抗拉强度和高的应力松弛。通过在弹性臂区域内对其材料进行额外的巧妙成型而增大弹力,可由此获得弹性臂充分的接触压力。通过弹性臂内的所述加强筋可以特别容易地和可靠地获得这种效果。这些加强筋被优选地设计为从底部的接触表面延伸到弹性臂内。由此增加了弹性臂的抗弯刚度,并且同时增加了弹性臂的弹力;由此可以确保接触元件的弹性臂与圆形电池单元的相应的电池杯之间的持久可靠的电接触。

根据本发明的另一种实施方式规定,弹性臂具有至少一个纵向缝隙,以便于在圆形电池单元的电池杯的相应的外壳表面上的面状抱合。视几何形状和尺寸而定,弹性臂也可以具有多个这样的纵向缝隙,使得弹性臂被划分成若干单独的区段,这些区段自身可以尤其良好地面状抱合在圆形电池单元的电池杯的相应的外壳表面上。由此,可以减小接触元件的弹性臂与相应的圆形电池单元之间的相应的过渡电阻。

本发明的另一种实施方式规定,接触元件的底部接触面凸起地设计。在这种情况下,凸起是指底部接触面反向于弹性臂的延伸方向的凸起。借助于这些凸起地设计的底部接触面,接触元件被可以尤其容易地和可靠地以材料结合的方式(例如通过激光焊接或类似方式)连接到圆形电池单元的相应的电池盖上。此外,由此形成了底部接触面和能够用于固定相应的电池杯的弹性臂之间的一定的空间绝缘距离。

本发明的另一个实施方案规定,相应的弹簧环,优选地由弹簧钢制成,在外周侧箍紧相应的接触元件的弹性臂。因此,接触元件本身,尤其是弹性臂,可以由一种导电性尤其好的材料制成,例如由铜制成。然而,通过在外周侧箍紧相应接触元件的弹性臂的弹簧环可确保足够的弹力,并因此确保圆形电池单元的相应的电池杯和接触元件之间的足够良好的施力接合连接。

根据本发明的另一种实施方式规定,冲压弯曲件由互相叠置并彼此连接的第一金属片和第二金属片制成,其中,第一金属片具有比第二金属片更好的导电性能,第二金属片比第一金属片具有更高的弹性刚度,尤其也具有更小的应力松弛。通过冲压弯曲件的这种混合结构,不仅充分地考虑到机械要求而且同时考虑到导电性能的要求。由不同材料制成的两片金属片可以例如通过冷轧方式来制成。通过冲压弯曲件的这种混合结构,一方面可以最大化接触元件的导电性能,另一方面可以确保接触元件与圆形电池单元之间可持久施加的施力接合连接。

本发明的另一种设计方案规定,接触元件彼此被布置成多行和多列,并且每个直接紧邻的接触元件分别通过一个连接片彼此连接。一些用于电力驱动车辆的牵引电池尤其需要大容量。为此目的,通常将每个电池模块的多个圆形电池单元彼此并联或彼此导电连接。由于电池单元连接件可以具有彼此多行和多列布置的接触元件,所以通过电池单元连接件的这种实施方式可以以简单的方式将大量的圆形电池单元不仅以串联方式彼此连接,而且以并联方式彼此连接,以便尤其提供一种具有极高容量的电池。对于具有较大容量的电池,所应用的圆形电池单元通常具有高容量,然而低电流。在这种情况下,接触电阻和比电阻起次要作用。在这种情况下,可以为每个接触元件提供较少数量的弹性臂,例如仅提供三个弹性臂。因此,可以以尤其简单的方式来制造所述的用于制成接触元件和连接片的冲压弯曲件,例如由单个连续片材制成接触元件和连接片的冲压弯曲件。

根据本发明的另一种设计方案规定,连接片具有相应的加强筋以补偿机械应力。由于温度波动和电池内部的不同的材料系数,相应的材料自身可能会不同程度地膨胀。这可能产生应力,并且在某些情况下导致疲劳断裂或类似的断裂,尤其是在圆形电池单元的接触元件和电池盖之间相应的材料结合连接处。为了防止这种情况出现,优选地规定,在连接片上设置所述的加强筋以补偿机械应力。因此,尤其是在所有空间方向上可以补偿可能出现的机械应力。由此,可以确保电池内的各个圆形电池单元持久可靠的电接触或导电连接。

根据本发明的用于机动车辆的电池包括多个圆形电池单元,其通过至少一个根据本发明的电池单元连接件或根据本发明电池单元连接件的至少一个有利的实施方式彼此导电连接。

电池的一种实施方式规定,电池包括多个前后相继排列的电池模块,每个电池模块分别具有一个模块壳体,模块壳体具有围绕圆形电池单元的相应通孔,其中,分别至少一个电池单元连接件被布置在模块壳体相应的对置端面之间,通过电池单元连接件将布置于相应模块壳体内的圆形电池单元彼此导电连接。通过这种方式,可以尤其容易地将各个电池模块组装成电池。由此,电池单元连接件被用作为各个电池模块之间的导电接口,也是相应的电池模块的各个电池单元之间的导电接口,同时还用作为电池模块内部的电连接点或接口。

电池的另一实施方式规定,模块壳体分别具有一种带有用于圆形电池单元的相应电池盖的凹缺的绝缘体,在该绝缘体上布置电池单元连接件,并且通过电池单元连接件底部凸起的接触表面与回缩到绝缘体内的圆形电池单元的电池盖连接。如果单个电池模块在生产过程中未完全正确地被嵌套插接,或者例如接触元件的单个弹性臂弯曲,则可能导致一个或多个圆形电池单元短路。这种短路可能会导致热失控,从而影响邻近的电池单元。因此,优选地提供所述绝缘体,将其布置在圆形电池单元的相应的电池杯,例如负极,与各个接触元件之间。绝缘体自身可以是塑料盘或孔板。由此,模块壳体本身优选地包括所述绝缘体,绝缘体不必以高成本的方式安装在电池内部。包括对应绝缘体的模块壳体的另一优点在于,圆形电池单元可以在纵向上最佳地并且彼此无公差地定位。优选地,绝缘体凹缺具有比圆形电池单元更小的直径,因此通过凹缺自动地为相应的圆形电池单元提供了轴向止挡。

在用于制造机动车辆电池的方法中,多个圆形电池单元至少通过一个根据本发明的电池单元连接件或通过根据本发明的电池单元连接件的实施方式彼此导电连接。

该方法的一个实施方式规定,电池由多个电池模块组装而成。其中,制造电池模块,方式是每个电池模块由相应的模块壳体的相应通孔内的多个圆形电池单元排列而成,并且,每个模块壳体圆形电池单元的相应的电池盖与至少一个电池单元连接件材料结合地连接。首先,例如通过激光焊接,将对应接触元件的底部接触面与圆形电池单元的相应的电池盖连接。因此,圆形电池单元必须被彼此固定在正确的位置。这可以,例如通过工件托架或类似的方式来实现,但是优选地,通过相应的模块壳体自身来实现,模块壳体具有用于封装圆形电池单元的所述通孔。因此,在圆形电池单元的相应的电池盖与接触元件的材料结合连接之前,首先将圆形电池单元安放到相应模块壳体的通孔内并且定位。另一个优点是,模块壳体自身也可以用作圆形电池单元的从电池单元制造商到电池制造商的运输容器。在模块壳体上的适当装置优选地将电池单元连接件固定在其各自的规定位置处,由此,各个接触元件与圆形电池的相应电池盖的连接明显地被简化,并且可以机械化地实现。

最后,该方法的另一种实施方式规定,所制造的电池模块前后相继插接,其中,圆形电池单元的相应的电池杯被插接在被布置于相邻电池模块上的电池单元连接件上的接触元件的相应的弹性臂之间。在将圆形电池单元插入到相应的模块壳体并且将接触元件的底部接触面焊接到圆形电池单元的电池盖上之后,将圆形电池单元的相应的电池杯,即各自的下一个圆形电池单元的杯底,插接到相应的接触元件的弹性臂之间。对于此工作步骤,还必须固定相应的圆形电池单元。这可以再次通过工件托架来实现,然而,优选地通过相应的模块壳体来实现,在模块壳体内已经将圆形电池单元固定布置。原则上,也可以分别将两个完整的电池模块彼此嵌套插接。为制造电池,多个电池模块也可以依次插接在一起。通过对应的接触元件由此也可以实现各个圆形电池单元之间的长度公差补偿。

本发明的其他优点、特征和细节可从优选实施例的以下说明中并且参照附图得出。在说明书上文提到的特征和特征的组合,以及在附图说明中提到的和/或在附图中单独示出的特征和特征的组合,不仅可以以分别指定的组合使用,而且可以以其它组合使用或者以单独方式使用,而不会脱离本发明的范围。

附图说明

参考附图描述,其中

图1是示出了用于机动车辆的电池的局部的透视图,该电池具有彼此嵌套插接的多个电池模块,每个电池模块具有多个圆形电池单元;

图2是示出了通过电池单元连接件连接的三个圆形电池单元的透视图;

图3是示出了一个圆形电池单元的透视图;

图4是示出了安装在电池内的一个电池单元连接件的透视图,该电池单元连接件具有多个导电的接触元件,这些导电的接触元件通过各自的导电连接片彼此连接;

图5是示出了多个圆形电池单元的透视图,其中,三对圆形电池单元通过一个电池单元连接件在端侧彼此串联连接;

图6是示出了用于制造单个电池模块的一系列步骤;

图7是示出了两个电池模块在彼此插接之前的透视图;

图8是示出了在电池单元连接件被附接到电池模块之前的一个电池模块的透视细节图;

图9是示出了在电池单元连接件已经被附接到电池模块之后的一个电池模块的另一透视细节图;

图10是示出了电池单元连接件的另一实施方式的透视图,其中,该电池单元连接件的每个接触元件具有多个弹簧环;

图11是示出了电池单元连接件的另一实施方式的俯视图;

图12是示出了电池单元连接件的另一实施方式沿着图11中所示截面A-A的截面图;

图13是示出了部分加工完成的冲压弯曲件的透视图,由冲压弯曲件制成了接触元件和连接片;和

图14是示出了电池单元连接件的另一实施方式的透视图,该电池单元连接件由图13中所示的冲压弯曲件制成。

在图中,相同或功能相同的元件具有相同的附图标记。

具体实施方式

如在图1中所示,以透视图部分地示出了用于机动车辆的电池10。电池10自身,例如可以是用于电力驱动车辆的高压电池。电池10由彼此嵌套插接的多个电池模块12制成。每个电池模块12包括相应的模块壳体14,模块壳体14被设计为可以彼此嵌套插接。

每个电池模块12具有大量的圆形电池单元16,为了清楚起见,仅将一些圆形单元单元16设置有附图标记。上述示例示出每个电池模块12具有八个堆叠的圆形电池单元;未详细标记的电池单元组,每个分别具有五个圆形电池单元16。相应的电池单元连接件18用于单个圆形电池单元16的跨模块连接和导电连接。借助于电池单元连接件18,可以将相应的电池杯(所述圆形电池单元16的相应的负极20)和电池盖(所述圆形电池单元16的相应的正极22)跨模块地彼此导电连接。即使接下来始终假设,电池盖为正极22,电池杯为负极20,后续说明也同样适用于相反的情况,也就是当正极和负极颠倒的情况。

如在图2中所示,以透视图示出了三个圆形电池单元16,它们通过电池单元连接件18彼此并联连接或接触。电池单元连接件18——以及电池10的其它电池单元连接件18——具有导电连接的接触元件24,该接触元件24用于每两个串联的圆形电池单元16成对的端侧连接。此外,接触元件24还具有在此处未更详细地示出的相应的底部接触面,用于与圆形电池单元16的相应的正极22建立材料结合连接。此外,在所示的情况下,接触元件24分别具有四个弹簧臂26,用于与圆形电池单元16的相应的负极20,也就是所述的电池杯,建立施力接合连接。为了清楚起见,各个弹性臂26仅在最左边的接触元件24上具有附图标记。此外,电池单元连接件18具有多个导电的连接片28,其将成行布置的接触元件24彼此连接。连接片28确保相应的圆形电池单元16的并联。由此,接触元件24和连接片28由一个共同的冲压弯曲件制成。

在图3中,以透视图示出了一个圆形电池单元16。在此图中,可以清楚地看到圆形电池单元16的正极22,该正极可以与所述接触元件的底部接触面24材料结合连接,例如通过激光焊接或类似方式。

如在图4中所示,另一透视图中单独示出了一种电池单元连接件18。在本图示中,在此处未更详细示出的接触元件24底部接触面的区域内,可以看到相应的孔30。这些孔30可以便于接触元件24与圆形电池单元16的正极22之间的材料结合连接,并且还通过节省材料的方法减轻电池单元连接件18的重量。

在被布置在外侧的接触元件24上,根据当前图示布置在最左侧的接触元件24,设置有电压抽头32,该电压抽头用于均衡通过电池单元连接件18并联连接的各圆形电池单元16。为实现均衡,必须对每个电池单元连接件监控圆形电池单元16的电压,或监控被并联连接到圆形电池单元16的每个电池单元组的电压。通过电压抽头32,无需单独监控通过电池单元连接件18并联连接的圆形电池单元16的电压。

在图5中,以透视图示出了八个圆形电池单元16,这些圆形电池单元已经通过电池单元连接件18彼此导电连接。在此图中,三对圆形电池单元16分别通过接触元件24在端侧彼此导电连接。由此通过接触元件24,圆形电池单元16的正极22与另一圆形电池单元16的相应的负极20彼此导电连接。由此,相应的弹性臂26与有关圆形电池单元16的相应的负极20施力接合地连接。由此,必须将圆形电池单元16以其电池底部,即以其负极20,压接入接触元件24的相应弹簧臂26之间。由此,弹性臂26略微向外张开,然后以施力接合连接方式将圆形电池单元16包围在负极20的区域中,因此可以确保可靠的电接触。

图6中三次示出了一个电池模块12,以便进一步地说明用于制造电池模块12的各个步骤。对于每个要被容纳的圆形电池单元16,电池模块12的模块壳体14具有相应的圆柱形的通孔34,其可以接收并包围圆形电池单元16。正如已经提到的,电池模块12具有八个被堆叠成五行的圆形电池单元16。在此,圆形电池单元16按行交替,一行以圆形电池单元的正极22朝向前方,一行以圆形电池单元的负极20朝向前方。这样,相应的模块壳体14就配备有各个圆形电池单元16。对于每个电池行,模块壳体14还具有对应的绝缘体36,其中,它们也根据圆形电池单元16的布置被交替地布置在模块壳体14的前部或后部作为模块壳体14的一部分。单个电池连接器18的布置对应于圆形电池单元16的按行交替布置,圆形电池单元的负极20和正极22可朝前或朝后。

在将单个圆形电池单元16布置在模块壳体14中(更确切地说是在通孔34中)之后,可以将单个正极22与电池单元连接件18材料结合地连接,例如通过激光焊接。由于圆形电池单元16被布置在通孔34内,所以它们得以可靠并且定位精确地固定。此外,也可以在模块壳体14上设置其它装置,以便将圆形电池单元16在焊接过程中定位精确地固定,从而易于相应的电池单元连接件18的接触元件24与正极22的连接,并且可以机械化实现。

在将各个圆形电池单元16插入模块壳体14内,并且将接触元件24与正极22焊接之后,可以将各个电池模块12彼此嵌套插接。图7使用两个透视图示出了此过程,并示出了配备有圆形电池单元16的电池模块12。配备有圆形电池单元16的两个电池模块12易于插接到一起,这些圆形电池单元已经通过它们相应的正极22与相应的电池单元连接件18材料结合地连接。由此,圆形电池单元16的相应的负极20被插接到相应电池单元连接件18的接触元件24的相应的弹性臂26之间,电池单元连接件被布置在各自相邻的电池模块12上。由此,弹性臂26沿径向略微向外弯曲并包夹圆形电池单元16的相应的负极20,从而可以确保电接触。接着,通过将多个预装电池模块12插接到一起即可制造或者装配图1所示的电池10。

图8以透视细节图示出了在单个电池单元连接件18还没有被附接之前的电池模块12。如果电池模块12没有被精确地彼此嵌套插接,或者例如,电池单元连接件18的一个弹性臂26弯曲,则可能导致各个圆形电池单元16之间的短路。这种短路可能会导致热失控,由此可能影响有关的相邻电池。为了避免这种情况发生,将所述绝缘体36设置为模块壳体14的一部分。相应的模块壳体14每行电池单元具有绝缘体36。由此,绝缘体36具有用于圆形电池单元16的相应正极22的相应凹缺38。由此,各个正极22被布置为回缩到绝缘体36内,正极22在轴向上也不会突伸出各个绝缘体36。绝缘体可以是塑料盘或孔板。设置有凹缺38的绝缘体36的另一个优点是,由于凹缺38的直径小于圆形电池单元16的外径,所以各个圆形电池单元16可以在纵向上最佳地并且无公差地定位。

图9以另一透视细节图示出电池模块12,其中现已附接了电池单元连接件18。由此,电池单元连接件18以其在此未详细标注的凸起的底部接触面与圆形电池单元16的回缩到绝缘体内的正极22连接。通过绝缘体36的设置和圆形电池单元16的正极22的对应的回缩布置,可以在电池模块12插接到一起的过程中有效地避免各个圆形电池单元16之间的短路。

图10以透视图示出了电池单元连接件18的另一种可能的实施方式。此处示出的电池单元连接件18与上文示出的电池单元连接件18的不同之处仅在于,相应的弹簧环40在外周侧箍紧相应的接触元件24的弹性臂26。由此,在与圆形电池单元16的相应的负极20建立施力接合连接时,可以确保额外增强的弹力。即使弹性臂26表现出一种不利的松弛特性,弹簧环40也确保了与圆形电池单元16的相应的负极20持久可靠的施力接合连接。在此情况下,例如,电池单元连接件18甚至可以由铜制成,虽然铜具有非常好的导电性能,但也具有相对不利的机械性能。后者可以通过在外周侧上箍紧相应的弹性臂26的弹簧环40来补偿。弹簧环40优选地在相应的弹性臂26上施加一定的预应力。

图11以俯视图示出了图10中所示的电池单元连接件18的实施方式。在此可以再次清楚地看到,相应的弹簧环40如何在外周侧分别箍紧接触元件24的四个弹性臂26。

图12以沿图11中所示的截面A-A在局部截面图内示出了电池单元连接件18。在此可以再次清楚地看到,弹簧环40如何在外周侧上围绕并箍紧弹性臂26。弹性臂26具有对应的凹陷42,弹簧环40被扣入其中。为了附接或安装弹簧环40,只须将弹性臂26径向向内弯曲,然后将弹簧环40套在弹性臂26上并布置在凹陷42的区域中。接着,可以将弹性臂26径向向外挤压,从而相应的弹簧环40得以在凹陷42上定位精确地固定。

在本图示中,还可以第一次看到已经多次提及的底部接触面44,其用于建立与圆形电池单元16的相应正极22的材料结合连接。对于每个接触元件24,所有电池单元连接件18都具有此底部接触面44。可以看到,底部接触面44凸起地设计。这意味着相应的底侧接触面44与弹性臂26的延伸方向相反地向外翻卷。这有助于底部接触面44与圆形电池单元16的相应的正极22的材料结合连接。

为了改善弹性臂26的机械性能,电池单元连接件18的所有实施方式优选地使每个弹簧臂26分别具有至少一个加强筋46。这些加强筋46尤其适用于径向强化弹性臂26,也就是当它们被对应的圆形电池单元16径向向外张开时。单个弹性臂26的弹簧力应尽可能大,以便使接触电阻或过渡电阻最小。此外,这些加强筋46还抵消了弹性臂26的应力松弛。

图13示出了尚未制造完成的冲压弯曲件48,由其可以制造出各个接触元件24和连接片28。冲压弯曲件4可以例如由单片金属板材冲压而成,其中构造接触元件24的各个弹性臂26和对应的连接片28。在冲压工艺之后,弹性臂26向上折弯,此外,相应的凸起的底部接触面44也能够通过例如压印工艺或其他成型工艺完成。

图14以透视图示出了电池单元连接件18的另一实施方式的,该电池单元连接件由图13示出的尚未制造完工的冲压弯曲件48制成。与到目前为止所示的电池单元连接件18相反,该电池单元连接件18不仅包括单行接触元件24。此外,接触元件24彼此被布置成多行和多列,其中,直接紧邻布置的接触元件24通过相应的连接片28彼此连接。然而,在这种情况下,连接片28也可以具有其它实施例情况下在此未详细示出的加强筋,以补偿机械应力。

此处示出的电池单元连接件18尤其适用于大容量的电池,在此,每个电池模块12内的大量圆形电池单元16彼此并联连接。具有大容量的电池10通常由高容量的电池单元组成,在当前情况下由对应的圆形电池单元16组成,每个圆形电池单元16具有相当低的电流。在这种情况下,接触电阻和比电阻起相当小的作用。在这种情况下,每个接触元件24具有较少数量的弹性臂26就足够,此处,接触元件24仅具有三个而非四个弹性臂26。由此,每个接触元件24仅需要设置三个弹性臂,同样在电池单元连接件18的实施方式中也可以相对简单地将其通过冲压折弯工艺由连续的金属板材制成。

附图标记列表

10 电池

12 电池模块

14 模块壳体

16 圆形电池单元

18 电池单元连接件

20 圆形电池单元的负极

22 圆形电池单元的正极

24 电池单元连接件的接触元件

26 接触元件的弹性臂

28 电池单元连接件的连接片

30 接触元件中的孔

32 电池单元连接件的电压抽头

34 模块壳体内的通孔

36 模块壳体的绝缘体

38 绝缘体内的凹缺

40 弹簧环

42 弹性臂的凹陷

44 接触元件的底部接触面

46 弹性臂的加强筋

48 冲压弯曲件

相关技术
  • 用于机动车辆电池的各圆形电池单元的导电连接的电池单元连接件以及用于制造机动车辆电池的方法
  • 用于连接两个电池或电池单元的极的连接件和用于连接两个电池或电池单元的极的连接件的制造方法
技术分类

06120112831068