單池連接器以及電池模塊、電池、電池系統(tǒng)、運輸工具和用于制造電池模塊的方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]可預(yù)見的是:越來越多的新的電池系統(tǒng)(蓄電池系統(tǒng))例如帶有鋰離子蓄電池、鋰聚合物蓄電池或金屬氫化物鎳蓄電池將作為可充電的電能存儲器(EES)使用在靜止應(yīng)用中、例如使用在風力發(fā)電廠中，也使用在移動應(yīng)用中、例如使用在電動機動車(electricvehicle，EV)或混合動力車輛(hybrid electric vehicle，HEV)中。
[0002]電池系統(tǒng)必須滿足在可使用的能量含量、充/放電效率、可靠性、壽命和由于頻繁的部分放電導致的不希望的容量損失方面的很高的要求。
[0003]電池系統(tǒng)包括多個電池單池，例如圓柱形或棱柱形的電池單池。由于其單池內(nèi)阻和所發(fā)生的電化學過程，所以電池單池在充電和放電期間發(fā)熱。電池單池可以依次(串聯(lián))連接以提高電壓，和/或可以并聯(lián)連接以提高最大電流。在此，電池單池可以組裝為電池模塊或電池單元。例如，圓柱形的電池單池可以插入到電池單池座內(nèi)。在此，在電池單池之間可以存在空隙或氣隙。在用于驅(qū)動車輛時，例如可以將大約100個電池單池(作為牽引電池)串聯(lián)或并聯(lián)連接。
[0004]為保證電池模塊或電池系統(tǒng)的功能和壽命，因此要求將電池單池的電連接部(單池終端(Zellenterminal))可靠地彼此連接。為了連接單池終端使用了單池連接器，其中單池連接器包括可導電材料例如金屬、如鋁(A1)或銅(Cu )，和/或例如通過鍵合(Bonden )、焊接或螺紋連接與單池終端連接。單池連接器可以構(gòu)造為彈性和/或塑性可變形的單池連接器，以保護單池終端不受到過大的力和/或彎矩。因此，單池連接器也可以補償制造公差和/或電池單池的取決于運行的相對運動。
[0005]但為進一步提高電池(蓄電池)和電池系統(tǒng)(蓄電池系統(tǒng))的功能性且進一步簡化其制造，要求提供改進的單池連接器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的帶有獨立權(quán)利要求的特征的設(shè)備和方法的優(yōu)點是，單池連接器可以同時(同時進行地)提供電池單池的并聯(lián)的電連接(并聯(lián)連接)和串聯(lián)的電連接(串聯(lián)連接)。在此，電池單池例如可以構(gòu)造為圓柱形的電池單池(圓形單池(Rundzellen))和/或具有彼此對置地布置的單池終端。此外，多個第一(系列)電池單池和多個第二(系列)電池單池可以分別并聯(lián)連接。因此，可以減小電池單池之間的距離和/或部件數(shù)量。由此，可以簡化電池模塊或電池的結(jié)構(gòu)。因此，可以最大化或至少提高電池模塊或電池的包裝密度。此外，可以減小電連接的數(shù)量。由此，可以提高電池模塊或電池的可靠性。
[0007]本發(fā)明的有利的實施方式在從屬權(quán)利要求中描述。
[0008]單池連接器可以以合適的方式被一體地構(gòu)造。由此，可以簡化單池連接器的結(jié)構(gòu)和制造。
[0009]單池連接器可以以合適的方式包括金屬例如鐵(Fe)、銅(Cu)、鎳(Ni)或鋼例如彈簧鋼。當例如使用導電能力比鋼更高的鐵、銅和/或鎳時，可以提高單池連接器的電導。由此，單池連接器的材料可以與單池終端的材料匹配。此外，單池連接器可以通過例如借助于激光的切割或沖壓來制造。單池連接器例如可以由金屬帶制造。因此，使得制造得以簡化和自動化。
[0010]能夠以合適的方式例如可分離或可切割地構(gòu)造單池連接器。因此，例如能夠根據(jù)多個第一單池終端或多個第二單池終端的數(shù)目可對單池連接器定尺寸剪切(abl&igbar)。由此，可以減少單池連接器的變體數(shù)量。由此，可以簡化倉儲管理。
[0011]多個第一接觸元件可以以合適的方式具有多個第一接觸區(qū)域。由此，多個第一接觸元件可以與多個第一單池終端匹配。在此，多個第一接觸元件的多個第一接觸區(qū)域可以被折彎和/或卷邊。
[0012]多個第一接觸元件能夠以合適的方式通過鍵合，粘合，焊接例如激光焊接、摩擦焊接或超聲波焊接，或螺紋連接與多個第一單池終端可連接。由此，可以簡化例如在制造電池模塊時的單池連接器的使用。
[0013]多個第二接觸元件可以以合適的方式具有多個第二接觸區(qū)域。由此，多個第一接觸元件可以與多個第一單池終端匹配。在此，多個第一接觸元件的多個第一接觸區(qū)域可以被折彎和/或卷邊。
[0014]多個第二接觸元件能夠以合適的方式通過鍵合，粘合，焊接例如激光焊接、摩擦焊接或超聲波焊接，或螺紋連接與多個第二單池終端可連接。由此，可以進一步簡化例如在制造電池模塊時的單池連接器的使用。
[0015]單池連接器還可以以合適的方式包括隔離元件，例如柔性的隔離元件，以將多個第一電池單池和/或多個第二電池單池電隔離。在此，隔離元件例如可以構(gòu)造為薄膜例如自粘合的薄膜、漆或板。由此，可以防止不希望的電連接、例如短路。
[0016]多個第一接觸元件和/或多個第二接觸元件可以以合適的方式被構(gòu)造用于傳輸熱能(熱能量)。由此，在運行期間在電池單池內(nèi)釋放的熱能可以從單池終端通過接觸元件被導出。因此，可以改進電池單池的熱管理。
[0017]單池連接器可以以合適的方式吸收和/或?qū)С鲈诙鄠€第一電池單池和/或多個第二電池單池中釋放的熱能。由此，可以減少運行時電池單池的發(fā)熱。在此，可以簡化電池模塊的結(jié)構(gòu)或電池的結(jié)構(gòu)。
[0018]單池連接器可以以合適的方式包括用于容納調(diào)溫劑(Temperiermittel)的通道。由此，可以進一步簡化結(jié)構(gòu)。此外，可以進一步改進熱導出。
[0019]通道可以以合適的方式布置在多個第一電池單池和/或多個第二電池單池之間。由此，可以實現(xiàn)特別緊湊的結(jié)構(gòu)。此外，可以在通道內(nèi)提高對電池單池的熱吸收。
[0020]通道可以以合適的方式布置在多個第一接觸元件和/或多個第二接觸元件上方。由此，可以使結(jié)構(gòu)模塊化。此外，可以在通道內(nèi)提高對單池終端的熱吸收。
[0021]調(diào)溫劑可以以合適的方式是導電的。由此，可以實現(xiàn)電池單池的電連接或電結(jié)合。
[0022]調(diào)溫劑可以以合適的方式是不導電的。由此，可以防止電池單池的電連接或電結(jié)合。因此，多個電池模塊或電池可以通過調(diào)溫劑冷卻。此外，可以取消單池連接器和調(diào)溫劑之間的電隔離。因此，可以簡化結(jié)構(gòu)。
[0023]可以以合適的方式如此構(gòu)造單池連接器，使得所述單池連接器與另一單池連接器可連接。由此，可以簡化電池模塊或電池的安裝。
[0024]單池連接器和另外的單池連接器可以以合適的方式通過夾子如圣誕樹-夾子(Tannenbaum-Clips)或板式緊固件(Plattenbefestiger)、磁體、粘扣帶(Klettschluss)、鉚釘例如開口鉚釘或螺紋鉚釘、銷釘例如傳動銷(Treibstift)、或螺栓可連接。由此，可以進一步簡化電池模塊或電池的安裝。
[0025]本發(fā)明此外提供了一種電池模塊，所述電池模塊包括前述的單池連接器。
[0026]本發(fā)明此外提供了一種電池，所述電池包括前述的單池連接器或前述的電池模塊。
[0027]本發(fā)明此外提供了一種電池系統(tǒng)，所述電池系統(tǒng)包括前述的單池連接器、前述的電池模塊或前述的電池。
[0028]本發(fā)明此外提供了一種運輸工具、特別是機動車，如電動機動車，混合動力車輛或電動摩托車(Eletro-Bike、E_Bike)，電動自行車(Pedal Electric Cycle，Pedelec)，船舶、例如電動船或潛艇(U-Boot)，飛機或空間飛行器，所述運輸工具包括前述的且與運輸工具連接的單池連接器、前述的且與運輸工具連接的電池模塊、前述的且與運輸工具連接的電池、或前述的且與運輸工具連接的電池系統(tǒng)。
[0029]所述方法此外可以以合適的方式包括根據(jù)多個第一單池終端和/或多個第二單池終端的數(shù)目對單池連接器定尺寸剪切。由此，可以減少單池連接器的變體數(shù)量。由此，可以簡化倉儲管理。
[0030]多個第一接觸元件與多個第一電池單池的多個第一單池終端的連接可以以合適的方式包括鍵合，粘合，焊接如激光焊接、摩擦焊接或超聲波焊接，或螺紋連接。由此，可以簡化電池模塊的制造。
[0031]多個第二接觸元件與多個第二電池單池的多個第二單池終端的連接可以以合適的方式包括鍵合，粘合，焊接如激光焊接、摩擦焊接或超聲波焊接，或螺紋連接。由此，可以進一步簡化電池模塊的制造。
[0032]所述方法此外以合適的方式包括連接單池連接器與另一單池連接器。由此，可以簡化電池模塊的制造。
[0033]所述方法此外以合適的方式包括通過夾子如圣誕樹-夾子或板式緊固件、磁體、粘扣帶、鉚釘例如開口鉚釘或螺紋鉚釘、銷釘例如傳動銷、或螺栓來連接單池連接器和其他的單池連接器。由此，可以進一步簡化電池模塊的制造。
[0034]因此，可以降低重量和/或例如制造成本的成本，如材料成本和加工成本如安裝成本。
【附圖說明】
[0035]對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點通過參考附圖從示例性的實施方式的如下描述中可見，但所述實施方式不應(yīng)解釋為限制本發(fā)明。
[0036]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的帶有單池連接器100的電池模塊10的示意性分解視圖，
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的另一單池連接器100’的示意性透視圖，
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的單池連接器100的示意性透視圖，
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式的又一單池連接器100’’的示意性透視圖， 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的此又一實施方式的兩個彼此連接的單池連接器10(^10049示意性透視圖。
【具體實施方式】
[0037]圖1示出了根據(jù)本發(fā)