电池系统以及产生导电连接的方法
【专利摘要】电池系统包括布置在至少一个堆叠中的多个单元(1)，其中第一电池(1.1)的电极(1.1P)以导电的方式通过电池连接器(2)连接到第二电池(1.2)的电极(1.2P)，所述电池系统包括设计为检测电池(1)的电压的电子单元(4)，其中第一管脚(5.1)布置在电池连接器(2)上，并且至少一个第二管脚(5.2)布置在电子单元(4)上，并且该电池系统包括导体(3)，其中通过该导体(3)在该第一管脚(5.1)和该第二管脚(5.2)之间形成导电连接，以及其中该导体(3)包括至少一个柔性部分(7)，其特征在于该导体(3)包括以导电的方式连接到该柔性部分(7)的第一端的第一接触元件(6.1)，其中该第一接触元件(6.1)以导电的方式连接到第一管脚(5.1)，并且该导体(3)包括以导电的方式连接到该柔性部分(7)的第二端的第二接触元件(6.2)，其中该第二接触元件(6.2)以导电的方式连接到该第二管脚(5.2)，以及还有用于在电池系统的电池连接器(2)和电子单元(4)之间产生导电连接的方法。
【专利说明】电池系统以及产生导电连接的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及包括在至少一个堆叠中布置的多个电池（cell)的电池（battery)系 统，其中第一电池的电极（pole)通过电池连接器以导电方式连接到第二电池的电极，所述 电池系统包括被设计为检测电池的电压的电子单元，其中第一管脚被布置在电池连接器 上，至少一个第二管脚布置在该电子单元上，并且包括导体，其中在第一管脚和第二管脚之 间通过该导体形成导电连接，并且其中该导体包括至少一个柔性部分。本发明还涉及在布 置在电池连接器上的第一管脚和在布置在电子单元上的第二管脚之间产生导电连接的方 法，该电池连接器连接到电池系统的至少两个电池的电极。
【背景技术】
[0002] 此类型的电池系统最主要被用作机动车辆中的能量存储设备，例如用于驱动电动 车和混合车。
[0003] 从DE112011101397T5 了解一般类型的电池系统。描述了用于布线元件的连接结 构，其中焊接部分形成在总线条的端部上。在焊接部分中形成以管脚的形式体现的凸出部 分。引导该凸出部分穿过布线元件的穿孔部分。该布线元件通过柔性电路板形成。引导穿 过该穿孔部分的凸出部分和该布线元件的电路图案彼此焊接。
[0004] 在该已知申请的情况下，期望在组装电池系统时的高级别的自动化，在整个可服 务寿命期间在电池连接器和电子单元之间通过导体的可靠电连接不改变（as is)。为了评 估的目的通过到电子单元的此电连接指导电池的电压。此外，该电子单元经常被设计为有 目的地通过可以与每个电池并行切换的电阻器经过放电处理降低电池的电荷状态，其中经 过用于此放电处理的导体而引导电流电路。电池连接器和电子单元之间的电连接之间的过 渡电阻（transition resistance)的增加将直接被包括在评估处理中作为测量误差，因为 增加的电压将在增加的过渡电阻处减弱。这在使用锂离子电池时是特别不希望的，因为在 此类型的电池的情况下，电池电压在极大范围的电荷容量（content)中仅稍微改变。作为 在机动车辆的操作期间发生的激励和振动的结果，焊接连接的过渡电阻可能增加，或者该 焊连接可能分离。这是不期望的。
【发明内容】
[0005] 本发明的一个目标是以下述方式改进已知类型的电池系统：可以以高度的工艺安 全性和可靠性并且以可以实现对振动和激励的良好容忍度的方式在电池连接器和电子单 元之间以自动的方式创建和产生导电连接。
[0006] 本发明的另一目标是提供一种方法，其中可以以自动的方式并且以对振动和激励 的良好容忍度来实现在电池系统的电池连接器和电子单元之间的导电连接。
[0007] 通过包括布置在至少一个堆叠中的多个电池的电池系统实现该目标，其中第一电 池的电极以导电的方式通过电池连接器连接到第二电池的电极，所述电池系统包括设计为 检测电池的电压的电子单元，其中第一管脚布置在电池连接器上，并且至少一个第二管脚 布置在电子单元上，并且该电池系统包括导体，其中通过该导体在该第一管脚和该第二管 脚之间形成导电连接，以及其中该导体包括至少一个柔性部分，其中该导体包括以导电的 方式连接到该柔性部分的第一端的第一接触元件，其中该第一接触元件以导电的方式连接 到第一管脚，并且该导体包括以导电的方式连接到该柔性部分的第二端的第二接触元件， 其中该第二接触元件以导电的方式连接到该第二管脚。
[0008] 根据本发明，第一管脚固定地连接到电池连接器。优选第一管脚以按入配合或者 焊接的方式连接到电池连接器。从而，实现永久固定的确实锁定（positive-lock)或接合 连接。第二管脚例如通过按入配合或者通过焊接连接固定地连接到电子单元。先前技术中 已知用于产生对于电子单元的焊接连接的多种方法，这些方法也适合于发生在机动车辆中 的负载。例如，在回流焊接工艺期间，第二管脚可以紧固到电子单元。但是，此类型的焊接 方法不适合于用在电池系统中，因为电池在焊接熔炉中的高温期间将被严重损坏。
[0009] 在每端具有接触元件的导体的柔性部分防止对第一管脚和第二管脚的弯曲应力， 由此，对于振动负载的连接容忍性进一步改善。
[0010] 在从属权利要求、【具体实施方式】和附图中公开了本发明的进一步进展。
[0011] 优选第一接触元件包括设计为包围该第一管脚的至少一部分的第一套筒。该第二 接触元件包括设计为包围该第二管脚的至少一部分的第二套筒。该第一套筒焊接到该第 一管脚，该第二套筒焊接到该第二管脚。以此方式在第一/第二接触元件和第一/第二套 筒之间形成的连接可以以简单自动的方式产生，并且特征是良好的耐用度。作为对于焊接 连接的替换，能够选择任意的连接技术，通过该技术，可以以自动的方式产生永久导电的连 接。例如，在第一/第二管脚和第一/第二套筒之间的连接可以通过机械连接而体现，所述 机械连接特别优选是压接。在此情况下，第一 /第二套筒形成对应的卷曲形状。作为对此 的替换或者还除此之外，还能够通过良好导电的粘合剂将第一 /第二管脚粘附到第一 /第 二套筒。
[0012] 根据本发明的进一步实施例，该第一接触元件通过压接连接到该柔性部分的第一 端。该第二接触元件同样通过压接连接到该柔性部分的第二端。同样通过可以容易地自动 化的安全可靠的生产工艺来特征化压接。第一接触元件以及还有第二接触元件优选体现为 一体的，例如作为压制成形的部分。
[0013] 根据本发明的一个实施例，该第一套筒和/或第二套筒具有至少部分的圆锥形。 套筒的至少部分的圆锥形简化了实现套筒和第一/第二管脚之间的接合的方式。这简化了 使连接的产生自动化的工艺。
[0014] 通过用于通过导体产生在布置在电池连接器上的第一管脚和布置在电子单元上 的第二管脚之间的导电连接的方法进一步实现该目标，该电池连接器连接到电池系统的至 少两个电池的电极，该导体包括柔性部分以及第一接触元件和第二接触元件，所述方法包 括步骤：将第一接触元件的第一套筒推到第一管脚上，将第一套筒焊接到该第一管脚，将第 二接触元件的第二套筒推到第二管脚上，将第二套筒焊接到第二管脚。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 以下参考附图通过例子描述本发明。
[0016] 图1例示电池系统的示意图。
[0017] 图2例示电池系统的详细图。
[0018] 图3例示导体的第一实施例。
[0019] 图4例示导体的第二实施例。
【具体实施方式】
[0020] 图1例示电池系统的示意图。多个电池1 一个挨着一个地布置在一行中，并且所 述电池通过电池连接器2以导电的方式相互连接。为此目的，电池连接器2以导电的方式 例如通过螺钉连接或者焊接（weld)连接而连接到第一电池1. 1的电极1. 1P以及第二电池 1. 2的电极1. 2P。每个电池连接器2以导电的方式通过导体3连接到电子单元4的传输线 4. 1。传输线4. 1例如可以体现为例如控制板上的导体轨道。以此方式在电池连接器2处 引出（tap)的电压电势通过传输线4.1传输到电子单元4的信号处理单元4. 2。信号处理 单元4. 2被设计为检测和评估在不同的电池连接器2处引出的电压电势。
[0021] 图2例示电池系统的详细图，其中为了清楚没有例示电池1。以导电的方式连接到 电池连接器2的第一管脚5. 1被布置在电池连接器2上。第一管脚5. 1优选被压到电池连 接器中。作为对其的替换，第一管脚5. 1可以体现为与电池连接器2-体，例如作为电池连 接器2的向上弯曲的凸起，或者第一管脚5. 1可以焊接到电池连接器2。以导电的方式连 接到传输线4. 1的第二管脚5. 2被布置在电子单元4上。第二管脚5. 2优选被焊接到电子 单元4的接触表面，或者被压到电子单元4中的接收孔中。导体3包括第一接触元件6. 1、 第二接触元件6. 2和柔性部分7。第一接触元件6. 1以导电的方式连接到第一管脚5. 1，第 二接触元件6. 2以导电的方式连接到第二管脚5. 2。优选通过焊接进行此连接。柔性部分 7以导电的方式、优选通过压接（crimp connection)连接到第一接触元件6. 1和第二接触 元件6. 2。为此目的，压接部分形成在第一接触元件6. 1上和第二接触元件6. 2上。
[0022] 图3例示导体3的第一实施例。第一接触元件6. 1包括第一套筒（sleeve) 8. 1。 第一套筒8. 1具有在整个套筒上的圆锥形，这促进到第一管脚5. 1上的安装处理。第二接 触元件包括第二套筒8.2,其同样具有圆锥形。图4例示导体3的第二实施例。在此实施例 中，第一套筒8. 1和第二套筒8. 2仅仅部分具有圆锥形。第一套筒和第二套筒的圆锥形部 分促进到第一管脚5. 1和第二管脚5. 2上的安装处理，而具有恒定横截面的部分提供了第 一管脚5. 1和第二管脚5. 2上的良好支撑。这改进了焊接连接的质量。
[0023] 参考标记列表
[0024] 1 电池
[0025] 1. 1 第一电池
[0026] 1. 2 第二电池
[0027] 1. 1P 第一电池的电极
[0028] 1.2P 第二电池的电极
[0029] 2 电池连接器
[0030] 3 导体
[0031] 4 电子单元
[0032] 4. 1 传输线
[0033] 4.2 信号处理单元
[0034] 5. 1 第一管脚
[0035] 5. 2 第二管脚
[0036] 6. 1 第一接触元件
[0037] 6. 2 第二接触元件
[0038] 7 柔性部分
[0039] 8. 1 第一套筒
[0040] 8. 2 第二套筒
【权利要求】
1. 一种电池系统，包括布置在至少一个堆叠中的多个单元（1)，其中第一电池（1. 1)的 电极（1. 1P)以导电的方式通过电池连接器⑵连接到第二电池（1. 2)的电极（1. 2P)，所述 电池系统包括设计为检测电池（1)的电压的电子单元（4)，其中第一管脚（5. 1)布置在电池 连接器（2)上，并且至少一个第二管脚（5. 2)布置在电子单元（4)上，并且该电池系统包括 导体（3)，其中通过该导体（3)在该第一管脚（5. 1)和该第二管脚（5.2)之间形成导电连 接，以及其中该导体（3)包括至少一个柔性部分（7)，其特征在于该导体（3)包括以导电的 方式连接到该柔性部分（7)的第一端的第一接触元件￠. 1)，其中该第一接触元件（6. 1)以 导电的方式连接到第一管脚（5. 1)，并且该导体（3)包括以导电的方式连接到该柔性部分 (7)的第二端的第二接触元件（6. 2)，其中该第二接触元件（6. 2)以导电的方式连接到该第 二管脚（5. 2)。
2. 根据权利要求1的电池系统， 其特征在于，第一接触元件（6. 1)包括设计为包围该第一管脚（5. 1)的至少一部分的 第一套筒（8. 1)。
3. 根据权利要求2的电池系统， 其特征在于，该第一套筒（8. 1)焊接到该第一管脚（5. 1)。
4. 根据权利要求1的电池系统， 其特征在于，该第一接触元件（6. 1)通过压接连接到该柔性部分（7)的第一端。
5. 根据权利要求1的电池系统， 其特征在于，该第二接触元件（6.2)包括设计为包围该第二管脚（5.2)的至少一部分 的第二套筒（8. 2)。
6. 根据权利要求1的电池系统， 其特征在于，该第二套筒（8. 2)焊接到该第二管脚（5. 2)。
7. 根据权利要求1的电池系统， 其特征在于，该第二接触元件（6.2)通过压接连接到该柔性部分（7)的第二端。
8. 根据权利要求1的电池系统， 其特征在于，该第一套筒（8. 1)和/或第二套筒（8. 2)具有至少部分的圆锥形。
9. 一种通过导体（3)产生在布置在电池连接器（2)上的第一管脚（5. 1)和布置在电子 单元（4)上的第二管脚（5.2)之间的导电连接的方法，该电池连接器（2)连接到电池系统 的至少两个电池（1，1. 1，1. 2)的电极（1. 1P，1. 2P)，该导体（3)包括柔性部分（7)以及第一 接触元件（6. 1)和第二接触元件（6. 2)，所述方法包括步骤： -将第一接触元件（6. 1)的第一套筒（8. 1)推到第一管脚（5. 1)上， -将第一套筒（8. 1)焊接到该第一管脚（5. 1)， 将第二接触元件（6. 2)的第二套筒（8. 2)推到第二管脚（5. 2)上， -将第二套筒（8. 2)焊接到第二管脚（5. 2)。
10. 根据权利要求9的用于产生导电连接的方法，包括步骤： -使所述导体（3)从第一管脚（5. 1)行进到第二管脚（5. 2)或者使所述导体（3)从第 二管脚（5. 2)行进到第一管脚（5. 1)。
11. 根据权利要求9的用于产生导电连接的方法，包括步骤： -在第一接触元件（6. 1)和柔性部分（7)的第一端之间产生压接。
12. 根据权利要求9的用于产生导电连接的方法，包括步骤： -在第二接触元件（6.2)和柔性部分（7)的第二端之间产生压接。
13. 根据权利要求9的用于产生导电连接的方法，包括步骤： -将该柔性部分（7)截到一长度。
【文档编号】H01M10/48GK104124420SQ201410177075
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2013年4月29日
【发明者】T.克罗普施 申请人:麦格纳斯太尔电池系统两合公司