制造单元接触系统的低电压路径的制作方法

本发明涉及一种用于制造单元接触系统的至少一个低电压路径的方法。

背景技术：

单元接触系统例如由“https://www.elringklinger.de/de/produtte-technologien/elektromobilitaet/batteritechnologies-und-elektromobilitaet”(调阅于2019年1月24日)已知。单元接触系统包括用于容纳母线和电子元件的支撑框架。母线具有用于减少作用到单元端子上的力作用的补偿元件。分压抽头用于监测各单元并且能实现主动的/被动的单元平衡。所属的温度监测器件可以集成在单元接触系统中或设置在单元接触系统之外。

在这样的单元接触系统中集成有以“低电压路径”形式的电导线。在此不涉及引导功率的母线，而是涉及用于连接电子元件等的低电压导线或低压导线或低功率导线。

在目前的单元接触系统产品中，电缆束、柔性导体和pcb是常用的低电压路径或者说电导线。在此，对相应的导线的安装和操作可能是耗费和困难的。对于电缆束而言特别是这样，因为电缆束是柔软的构件，所述电缆束在操作技术上可能难以处理。

技术实现要素：

本发明的目的是改进对单元接触系统中的低电压路径的制造。

所述目的通过根据权利要求1的用于制造单元接触系统的至少一个低电压路径的方法来实现，其中，所述单元接触系统包含基体。本发明的优选的或有利的实施方式以及其他发明范畴从其他权利要求、以下说明以及附图中得出。

在本方法中提供具有输出开口的引导头。所述引导头或输出开口用于输出电导体、特别是多个电导体。然而，下面为了简单起见借助输出唯一一个导体来阐述本发明。然后，沿可预定的轨迹相对于基体机械地引导所提供的引导头或使所述引导头运动。在此，实际上可以使引导头和/或基体运动，以便实现在两者之间的相对运动。在此，导体从引导头输出并且在此至少区段地、特别是完全地铺设或放置在基体上。通过将导体铺设在基体上形成低电压路径。“铺设”在此特别是意味着放置、但至少相对于基体固定，其中，不是导体的所有区段都必须接触基体。

按以上阐述的意义，“低电压路径”在此要与引导功率的导体区分开来理解，并且所述低电压路径用于在电池单元或电池模块上的诊断、控制、温度检测、电压检测、电流检测等，在所述电池单元或电池模块上应连接或安装或者说连接或安装有单元接触系统。在此，“低电压路径”也可以是实际上更大的低电压路径或总路径的区段或者说一部分，所述实际上更大的低电压路径或总路径由多个根据本发明制造的低电压路径逐件地组装。基体特别是用于低电压路径、母线、电子器件等的载体并且特别是实施为一件式或多件式的。为了实现对引导头的机械引导或运动，引导头特别是设置在运动装置、例如机械臂、x、y、z引导装置/转动引导装置或类似物上。

由此，根据本发明得出对导电的连接结构(低电压路径、导体)的铺设，所述导电的连接结构用于单元接触系统中的信号传导和信号处理。本发明描述了一种用于在用于电池和电池系统的接触系统之内沿全部三个平移轴线以及旋转轴线引入至少一个电导体或导线系统的方法。在此，金属丝或导线(导体)由装置(引导头，特别是连同机械臂或类似物)引导。目的是在用于电池的单元接触系统之内(通过低电压路径)电连接或形成信号路径。

根据本发明，得到灵活的且以程序技术限定的布线和导线铺设，在操作过程中不存在柔软的电缆引导装置或电路板引导装置，实现了独立于工具的导线束设计和导线铺设，相同的设备和自动化解决方案允许制造不同的导线引导件、导体横截面和导体数量，在一个制造过程中能够将铺设头(引导头)和接触头(参见下文)组合，电缆套绝缘结构在系统中不是必须的，可以使用漆包线或绝缘的导体。

根据本发明，得出对于低电压路径(例如电缆束、印刷电路板(pcb)、柔性导体、冲裁网格等)电连接的常见解决方案的一种替选方案。这得出对安装低电压路径的简化，实现高度的可自动化性和灵活性(变型方案)。

在一种优选的实施方式中，借助可编程的控制程序自动地执行所述引导头的运动和/或所述导体从引导头的输出。由此得出本方法的可自动化性和灵活性。

在一种优选的实施方式中，使所述导体在从引导头输出期间关于已经固定的导体区段保持在张力下。固定的导体区段是这样的导体区段：所述导体区段已经从引导头输出并且特别是已经被铺设或固定在基体上或在基体处，或者所述导体区段是在引导头中的导体在所述引导头之外的延长部。导体区段也可以相对于所述基体固定在所述基体之外、例如固定在铺设机的固定件上等。例如通过起始节点或引导元件/固定元件进行固定，如下文所述的那样。特别是，在输出期间——特别是在起始节点与终止节点(参见下文)之间——张力保持恒定。张力特别是通过金属丝张力制动器产生。由此能实现对导体的有针对性的引导、特别是避免导体的下垂、缠结等。

在一种优选的实施方式中，在基体上开始铺设之前或开始铺设时将所述导体在起始节点处相对于基体固定，和/或在基体上铺设结束之后或铺设结束时将导体在终止节点处相对于基体固定。因此，可以尤其且特别简单地从铺设开始起至铺设结束后维持在导体上的张力。

在一种优选的实施方式中，在基体上铺设期间将所述导体设置在至少一个引导元件上。所述引导元件特别是用于在铺设期间和之后使导体位置固定和/或方向偏转。引导元件特别是沿着导体位于起始节点与终止节点之间。特别是在特定的、例如“短”的导线的情况下，不需要引导元件。

在这些实施方式的一种优选的变型方案中，使用夹紧器件和/或保持器件和/或销和/或阻挡物和/或通道和/或迷宫件作为起始节点和/或终止节点和/或引导元件(如果分别存在的话)。这样的构件特别好地适用于相应的任务。

在这些实施方式的一种优选的变型方案中，使用安置在基体上的这些构件作为起始节点和/或终止节点和/或引导元件(如果存在的话)。这样的构件特别是基体的(特别是整体的、一件式的)组成部分或者可拆卸地或不可拆卸地固定在所述基体上。但是起始节点和/或终止节点不强制必须安置在基体上。特别是也可设想的是，将起始节点和/或终止节点安置在附加的构件(例如pcb，printedcircuitboard,印刷电路板)上，所述附加的构件又可以与基体连接。

在一种优选的实施方式中，使用金属丝或导线作为电导体。这样的元件特别好地适用于本方法。

在一种优选的实施方式中，通过将一个共同的导体无中断地铺设在基体上并且随后将所述导体拆分成两个低电压路径来制造至少两个低电压路径。特别是，在拆分之前将导体在分离位置的两侧相对于基体固定、例如固定在以固定元件形式的上述引导元件上。可以通过相应的分离头特别是自动地进行拆分。必要时，去除不需要的、被分开的导线残余。拆分也特别是机械地进行、特别是借助于相同的运动装置(更换引导头)或借助于附加的运动装置进行。如此，得出相对于分别单独地建立两个低电压路径而言可能更有利的备选方案。

在一种优选的实施方式中，所述引导头包含——特别是商业上通用的——金属丝引导嘴，或将这种金属丝引导嘴用作引导头。所述金属丝引导嘴特别是类似管的和/或在惯用语言中也被称为“金属丝引导器”、“绕线嘴”等。

在一种优选的实施方式中，使机械地运动的接触头朝向所铺设的导体运动，并且所述接触头使导体与对应件接触。这也特别是机械地、特别是(参见上述关于分离头)借助于相同的(更换引导头/分离头)或附加的运动装置进行。由此，可以进行特别是全自动的制造，连同单元接触系统在低电压路径方面的接触。

本发明基于以下认识、观察或考虑并且还具有以下实施方式。在此，将这些实施方式部分简化地也称为“本发明”。这些实施方式在此也可以包含上述实施方式的部分或组合或者与上述实施方式相对应和/或必要时也包括尚未提到的实施方式。

通过将金属丝铺设设计和适配成为在接触元件(起始节点、终止节点、引导元件)之内的平坦的实施方式，将信号导线(导体)自动化地点对点地(分别分开的低电压路径)或连续地铺设(导体连续地铺设，然后拆分成不同的低电压路径)。理想地，这通过类似管的金属丝引导嘴和x、y、z、phi轴系统来实现。

根据本发明，无需赋型工具，以全部自由度进行导体的铺设，以机械元件(起始节点、终止节点、引导元件：静止的或暂时固定的销、阻挡物、通道、迷宫件等)形式的通用的结构元件允许仅以程序技术进行铺设，得出将铺设方法和接触方法结合成一体的可行方案，在预定的结构空间之内得出仅通过导体本身来限制的几何的导线铺设，在铺设方法内得出在六个轴线上的组合可行性，在过程中不需要机械的剥线工序，不过所述剥线工序也是可行的。

附图说明

本发明的其他特征、作用和优点从下面对本发明的优选实施例的描述以及附图中得出。在此，分别以示意性的原理图示出：

图1示出在单元接触系统的基体上铺设导体。

具体实施方式

图1示出对单元接触系统2的制造，在图中仅象征性地示出所述单元接触系统的局部，所述单元接触系统具有基体4。在基体4上静止地设置有起始节点6以及暂时地或固定地设置有八个引导元件8a-h，所述引导元件在此是销或铺设销。

在基体4上应当产生单元接触系统2的两个低电压路径10a、b。为此提供具有金属丝引导嘴的、以铺设头形式的引导头12。所述引导头可以在全部三个空间方向x、y和z上运动。引导头12或金属丝引导嘴具有输出开口14，所述输出开口用于沿箭头18的方向输出电导体16。

为了建立低电压路径10a、b，引导头12被未示出的机械臂沿着在此仅简示的以程序技术预定的轨迹20沿箭头22的方向机械地引导。所述引导头由此相对于基体4运动。在此，将导体16沿箭头18的方向从引导头12输出并且铺设在基体4上，以便形成低电压路径10a、b。

在该示例中，将整个导体16连同以虚线示出的中间部段24一起铺设。

总之，因此导体16(在此为金属丝)由辅助设备(引导头12或铺设头)或者——如在此这样——通过适合于附接的几何结构(在此为以焊叉形式的起始节点6)固定在第一低电压路径10a的起点26处。随后，导体16由合适于此的工具(在此为引导头12或金属丝引导嘴)引导。在此，轨迹20可以在所有自由度上自由地确定。引导头12的运动和导体16从引导头12或输出开口14的输出借助可编程的控制程序自动地实施。在铺设期间，金属丝张力通过未示出的逆着箭头18的方向在引导头12上游的金属丝张力制动器保持为大致恒定的值。在此，关于已经固定在起始节点6处的导体区段7保持张力。因此，起始节点6在此是缠绕叉。

引导元件8a-c用于沿着期望的走向引导或固定低电压路径10a。将导体16又通过合适的附接结构(在此为围绕引导元件8d的进行固定的缠绕结构)固定在低电压路径10a的端部28上。因此，所述引导元件形成用于低电压路径10a的终止节点30。在“点对点”过程中，将在该位置处截断导体16并且将创造第一低电压路径10a。因此，在一种备选的实施方式中，引导元件8d(如引导元件8e那样，见下文)也可以是引导元件和/或接触元件。

然而在本示例中进行连续铺设，因此将导体16无中断地进一步引导至引导元件8e而不失去金属丝张力，并且在那里再通过进行固定的缠绕结构固定在引导元件8e上。所述引导元件形成第二低电压路径10b的起点26。现在，低电压路径10b变成沿着引导元件8f-h等；在图1中，低电压路径10b的建立仍未结束，没有示出其他的引导元件以及另一个终止节点。

为了在示例中示出的连续铺设的情况下确保电连接，即，为了最终创造所述两个低电压路径10a、b，将以导体16的形式的连续金属丝在相应的位置处、即在两个低电压路径10a、b之间拆分，并且随后将金属丝残余、即导体16的以虚线示出的不再需要的中间部段24去除。

此外，在起始节点6和在引导元件8d、e处发生导体16与所涉及的作为对应件34的构件的电接触。因此，引导头12同时形成接触头32。

在图1中未示出，在低电压路径10b的端部处，导体16通过备选的接触头32(即焊头)与对应件34(即接触片)焊接并且由此与所述对应件电接触。

附图标记列表

2单元接触系统

4基体

6起始节点

7导体区段

8a-h引导元件

10a、b低电压路径

12引导头

14输出开口

16导体

18箭头

20轨迹

22箭头

24中间部段

26起点

28端部

30终止节点

32接触头

34对应件

x、y、z空间方向