单池连接器以及电池模块、电池、电池系统、运输工具和用于制造电池模块的方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]可预见的是:越来越多的新的电池系统(蓄电池系统)例如带有锂离子蓄电池、锂聚合物蓄电池或金属氢化物镍蓄电池将作为可充电的电能存储器(EES)使用在静止应用中、例如使用在风力发电厂中，也使用在移动应用中、例如使用在电动机动车(electricvehicle，EV)或混合动力车辆(hybrid electric vehicle，HEV)中。
[0002]电池系统必须满足在可使用的能量含量、充/放电效率、可靠性、寿命和由于频繁的部分放电导致的不希望的容量损失方面的很高的要求。
[0003]电池系统包括多个电池单池，例如圆柱形或棱柱形的电池单池。由于其单池内阻和所发生的电化学过程，所以电池单池在充电和放电期间发热。电池单池可以依次(串联)连接以提高电压，和/或可以并联连接以提高最大电流。在此，电池单池可以组装为电池模块或电池单元。例如，圆柱形的电池单池可以插入到电池单池座内。在此，在电池单池之间可以存在空隙或气隙。在用于驱动车辆时，例如可以将大约100个电池单池(作为牵引电池)串联或并联连接。
[0004]为保证电池模块或电池系统的功能和寿命，因此要求将电池单池的电连接部(单池终端(Zellenterminal))可靠地彼此连接。为了连接单池终端使用了单池连接器，其中单池连接器包括可导电材料例如金属、如铝(A1)或铜(Cu )，和/或例如通过键合(Bonden )、焊接或螺纹连接与单池终端连接。单池连接器可以构造为弹性和/或塑性可变形的单池连接器，以保护单池终端不受到过大的力和/或弯矩。因此，单池连接器也可以补偿制造公差和/或电池单池的取决于运行的相对运动。
[0005]但为进一步提高电池(蓄电池)和电池系统(蓄电池系统)的功能性且进一步简化其制造，要求提供改进的单池连接器。
【发明内容】
[0006]根据本发明的带有独立权利要求的特征的设备和方法的优点是，单池连接器可以同时(同时进行地)提供电池单池的并联的电连接(并联连接)和串联的电连接(串联连接)。在此，电池单池例如可以构造为圆柱形的电池单池(圆形单池(Rundzellen))和/或具有彼此对置地布置的单池终端。此外，多个第一(系列)电池单池和多个第二(系列)电池单池可以分别并联连接。因此，可以减小电池单池之间的距离和/或部件数量。由此，可以简化电池模块或电池的结构。因此，可以最大化或至少提高电池模块或电池的包装密度。此外，可以减小电连接的数量。由此，可以提高电池模块或电池的可靠性。
[0007]本发明的有利的实施方式在从属权利要求中描述。
[0008]单池连接器可以以合适的方式被一体地构造。由此，可以简化单池连接器的结构和制造。
[0009]单池连接器可以以合适的方式包括金属例如铁(Fe)、铜(Cu)、镍(Ni)或钢例如弹簧钢。当例如使用导电能力比钢更高的铁、铜和/或镍时，可以提高单池连接器的电导。由此，单池连接器的材料可以与单池终端的材料匹配。此外，单池连接器可以通过例如借助于激光的切割或冲压来制造。单池连接器例如可以由金属带制造。因此，使得制造得以简化和自动化。
[0010]能够以合适的方式例如可分离或可切割地构造单池连接器。因此，例如能够根据多个第一单池终端或多个第二单池终端的数目可对单池连接器定尺寸剪切(abl&igbar)。由此，可以减少单池连接器的变体数量。由此，可以简化仓储管理。
[0011]多个第一接触元件可以以合适的方式具有多个第一接触区域。由此，多个第一接触元件可以与多个第一单池终端匹配。在此，多个第一接触元件的多个第一接触区域可以被折弯和/或卷边。
[0012]多个第一接触元件能够以合适的方式通过键合，粘合，焊接例如激光焊接、摩擦焊接或超声波焊接，或螺纹连接与多个第一单池终端可连接。由此，可以简化例如在制造电池模块时的单池连接器的使用。
[0013]多个第二接触元件可以以合适的方式具有多个第二接触区域。由此，多个第一接触元件可以与多个第一单池终端匹配。在此，多个第一接触元件的多个第一接触区域可以被折弯和/或卷边。
[0014]多个第二接触元件能够以合适的方式通过键合，粘合，焊接例如激光焊接、摩擦焊接或超声波焊接，或螺纹连接与多个第二单池终端可连接。由此，可以进一步简化例如在制造电池模块时的单池连接器的使用。
[0015]单池连接器还可以以合适的方式包括隔离元件，例如柔性的隔离元件，以将多个第一电池单池和/或多个第二电池单池电隔离。在此，隔离元件例如可以构造为薄膜例如自粘合的薄膜、漆或板。由此，可以防止不希望的电连接、例如短路。
[0016]多个第一接触元件和/或多个第二接触元件可以以合适的方式被构造用于传输热能(热能量)。由此，在运行期间在电池单池内释放的热能可以从单池终端通过接触元件被导出。因此，可以改进电池单池的热管理。
[0017]单池连接器可以以合适的方式吸收和/或导出在多个第一电池单池和/或多个第二电池单池中释放的热能。由此，可以减少运行时电池单池的发热。在此，可以简化电池模块的结构或电池的结构。
[0018]单池连接器可以以合适的方式包括用于容纳调温剂(Temperiermittel)的通道。由此，可以进一步简化结构。此外，可以进一步改进热导出。
[0019]通道可以以合适的方式布置在多个第一电池单池和/或多个第二电池单池之间。由此，可以实现特别紧凑的结构。此外，可以在通道内提高对电池单池的热吸收。
[0020]通道可以以合适的方式布置在多个第一接触元件和/或多个第二接触元件上方。由此，可以使结构模块化。此外，可以在通道内提高对单池终端的热吸收。
[0021]调温剂可以以合适的方式是导电的。由此，可以实现电池单池的电连接或电结合。
[0022]调温剂可以以合适的方式是不导电的。由此，可以防止电池单池的电连接或电结合。因此，多个电池模块或电池可以通过调温剂冷却。此外，可以取消单池连接器和调温剂之间的电隔离。因此，可以简化结构。
[0023]可以以合适的方式如此构造单池连接器，使得所述单池连接器与另一单池连接器可连接。由此，可以简化电池模块或电池的安装。
[0024]单池连接器和另外的单池连接器可以以合适的方式通过夹子如圣诞树-夹子(Tannenbaum-Clips)或板式紧固件(Plattenbefestiger)、磁体、粘扣带(Klettschluss)、铆钉例如开口铆钉或螺纹铆钉、销钉例如传动销(Treibstift)、或螺栓可连接。由此，可以进一步简化电池模块或电池的安装。
[0025]本发明此外提供了一种电池模块，所述电池模块包括前述的单池连接器。
[0026]本发明此外提供了一种电池，所述电池包括前述的单池连接器或前述的电池模块。
[0027]本发明此外提供了一种电池系统，所述电池系统包括前述的单池连接器、前述的电池模块或前述的电池。
[0028]本发明此外提供了一种运输工具、特别是机动车，如电动机动车，混合动力车辆或电动摩托车(Eletro-Bike、E_Bike)，电动自行车(Pedal Electric Cycle，Pedelec)，船舶、例如电动船或潜艇(U-Boot)，飞机或空间飞行器，所述运输工具包括前述的且与运输工具连接的单池连接器、前述的且与运输工具连接的电池模块、前述的且与运输工具连接的电池、或前述的且与运输工具连接的电池系统。
[0029]所述方法此外可以以合适的方式包括根据多个第一单池终端和/或多个第二单池终端的数目对单池连接器定尺寸剪切。由此，可以减少单池连接器的变体数量。由此，可以简化仓储管理。
[0030]多个第一接触元件与多个第一电池单池的多个第一单池终端的连接可以以合适的方式包括键合，粘合，焊接如激光焊接、摩擦焊接或超声波焊接，或螺纹连接。由此，可以简化电池模块的制造。
[0031]多个第二接触元件与多个第二电池单池的多个第二单池终端的连接可以以合适的方式包括键合，粘合，焊接如激光焊接、摩擦焊接或超声波焊接，或螺纹连接。由此，可以进一步简化电池模块的制造。
[0032]所述方法此外以合适的方式包括连接单池连接器与另一单池连接器。由此，可以简化电池模块的制造。
[0033]所述方法此外以合适的方式包括通过夹子如圣诞树-夹子或板式紧固件、磁体、粘扣带、铆钉例如开口铆钉或螺纹铆钉、销钉例如传动销、或螺栓来连接单池连接器和其他的单池连接器。由此，可以进一步简化电池模块的制造。
[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装成本。
【附图说明】
[0035]对本领域技术人员而言，本发明的其他特征和优点通过参考附图从示例性的实施方式的如下描述中可见，但所述实施方式不应解释为限制本发明。
[0036]图1示出了根据本发明的一种实施方式的带有单池连接器100的电池模块10的示意性分解视图，
图2示出了根据本发明的另一实施方式的另一单池连接器100’的示意性透视图，
图3示出了根据本发明的另一实施方式的单池连接器100的示意性透视图，
图4示出了根据本发明的又一实施方式的又一单池连接器100’’的示意性透视图， 图5示出了根据本发明的此又一实施方式的两个彼此连接的单池连接器10(^10049示意性透视图。
【具体实施方式】
[0037]图1示出了根据本发