单池连接器以及电池单池、电池模块、电池、电池系统、车辆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，无论静止式应用例如对于风能设备，还是移动式应用例如对于电动汽车(电动车辆EV)或者混合动力车辆(混合动力车辆HEV)，作为可重复充电的电的蓄能器(EES)，日益使用例如带有锂离子蓄电池、锂聚合物蓄电池或镍-金属混合蓄电池的新式电池系统(蓄电池系统)。
[0002]电池系统必须在可用的能量含量、充电/放电效率、可靠性、寿命和并非所愿的因频繁的部分放电引起的容量损失方面满足很高的要求。
[0003]电池系统包括多个电池单池。由于其单池内电阻和所发生的电化学过程，电池单池在充电和放电期间发热。电池单池可以串联(串连)连接，以便提高电压，和/或并联地连接，以便增大最大电流。在此，电池单池可以组装成电池模块或电池单元。在汽车驱动应用中，例如可以把大约100个电池单池(作为牵引电池)串联地或并联地连接起来。因而对于高电压电池系统来说，总电压例如可以为450V或者甚至600V。
[0004]为了保证电池模块或电池系统的功能和寿命，因此需要使得电池单池的电接头(单池端子)可靠地相互连接。为了连接这些单池端子，使用了单池连接器，其中，这些单池连接器包括导电的材料例如金属比如铝(Al)或铜(Cu)，和/或例如通过压焊、焊接或旋接与单池端子连接。单池连接器可以是弹性的和/或可塑性变形的单池连接器，以便保护单池端子免受过大的力和/或弯曲力矩。单池连接器因而也可以补偿电池单池的制造误差和/或因工作引起的相对移动。
[0005]由JPH11-86831已知一种两元结构的单池连接器，其可沿着多个单池端子移动。
[0006]然而，为了进一步提高电池(蓄电池)和电池系统(蓄电池系统)的功能性和可靠性，需要提出一种改进的单池连接器。
【发明内容】
[0007]具有独立权利要求的特征的本发明的装置和方法具有如下优点:可以提出一种非常简单的、可靠的却可松开的单池端子连接方案。由此可以保证在电池的寿命期间对用于传递电能的单池端子的电接触。这里能够以合适的接触法向力进行接触。还可以补偿电池单池及其单池端子的制造误差和/或补偿在工作期间在电池单池之间的相对移动。由此可以减小从单池连接器传递到单池端子上的力和/或力矩比如弯曲力矩。此外简化了单池连接器的结构。这里例如可以省去用于单池连接器的塑性变形的机构和/或省去补偿部件比如弹性部件或补偿弓。由此可以减少所需组件的数量。还可以简单地安装单池连接器，而无需使用繁琐的工具或配件，和/或例如在废旧利用中将其拆卸。
[0008]本发明的有利的实施方式在从属权利要求中有所记载。
[0009]卡夹部件有益地可以至少逐段地例如在背部区段中被弹性地设计。由此可以借助弹力来保证接触。这样就能自动地接触，和/或持久地保持接触。卡夹部件例如可以包括钢比如弹性钢。
[0010]卡夹部件有益地可以导电地设计。由此可以进一步简化单池连接器的结构。
[0011 ]替代地，卡夹部件可以非导电地设计。由此可以为单池连接器提供电绝缘。因而可以例如将单池端子仅仅机械地相互连接，用于提高稳固性。
[0012]带有第一插入区段的第一边腿区段和带有第二插入区段的第二边腿区段有益地可以彼此对称地设计。由此可以提出一种特别简单的连接方式。
[0013]替代地，带有第一插入区段的第一边腿区段和带有第二插入区段的第二边腿区段彼此非对称地设计。由此可以提出一种特别可靠的连接方式。
[0014]有益地，卡夹部件例如背部区段、第一边腿区段或第二边腿区段可以经过设计，使得第一插入区段、第二插入区段或者第一插入区段和第二插入区段分别能够插入到单池端子中。由此可以根据相应的要求来调整连接方式。
[0015]有益地，卡夹部件可以经过设计，使得背部区段、第一边腿区段或第二边腿区段分成多个区域，例如分成手指形、梳齿形或榫舌形，其中，卡夹部件可以分别在这些区域中至少部分地包夹单池端子。由此可以提供一种特别轻便的卡夹部件。还可以简化对卡夹部件的加工和/或安装。
[0016]有益地，卡夹部件可以设计成能分开或能切下，从而卡夹部件可根据单池端子的数量或间距截断。由此可以特别简单地根据相应的要求来调整卡夹部件。进而可以减少卡夹部件的变型数量，简化仓储管理。
[0017]有益地，单池连接器还可以包括用于使得单池端子电连接的导电体例如汇流排。由此可以改善电连接，即减小单池连接器的电阻。替代地，例如当卡夹部件非导电地设计时，可以实现电连接。
[0018]有益地，卡夹部件例如背部区段、第一边腿区段或第二边腿区段可以经过设计，使得导电体或汇流排可以布置在卡夹部件和单池端子之间。由此可以进一步简化单池连接器的结构及其安装。
[0019]有益地，导电体或汇流排可以包括用于穿过第一边腿区段或第二边腿区段的开口。由此可以将导电体或汇流排至少部分地构造在卡夹部件之外。由此可以增大其横截面，减小其电阻。还可以使得有些机构例如测量机构比如电流测量机构和/或温度测量机构与导电体或汇流排连接。
[0020]有益地，单池连接器还可以包括用于保证单池连接器的固定的保险部件，其可在第一边腿区段或第二边腿区段的区域中与卡夹部件连接。由此可以防止连接自动地和/或不经意地断开。
[0021]本发明还提出一种电池模块，其包括前述的单池连接器。
[0022]本发明还提出一种电池，其包括前述的单池连接器或者前述的电池模块。包
[0023]本发明还提出一种电池系统，其包括前述的单池连接器、前述电池模块或前述电池。
[0024]本发明还提出一种车辆，特别是汽车比如电动汽车、混合动力车辆或电动摩托车(电动自行车、电力自行车)、电动脚踏车(电动踏板车、电力踏板车)、海上交通工具比如电动船只或潜水艇(潜艇)、空中交通工具或太空交通工具，其包括与车辆相关的前述单池连接器、与车辆相关的前述电池模块、与车辆相关的前述电池或与车辆相关的前述电池系统。
[0025]有益地，卡夹可以包括把第一插入区段挂到第一容纳区段中和随后把第二插入区段挂到第二容纳区段中。由此可以改善连接方式。
[0026]有益地，卡夹还可以包括在挂入第一插入区段之后将第二边腿区段下压。由此可以特别是当卡夹部件弹性地设计时进一步改善连接方式。
[0027]有益地，挂入第二插入区段可以包括移动卡夹部件，同时保持使得第一插入区段插入到第一容纳区段中。由此可以再次改善连接方式。
[0028]有益地，该方法还包括提供保险部件及在挂入第二插入区段之后使得保险部件与卡夹部件连接。由此可以防止连接自动地和/或不经意地断开。
[0029]有益地，该方法还包括提供导电体或汇流排，及将导电体或汇流排设置在单池端子上。由此可以进一步简化对单池连接器的安装。
[0030]由此可以减轻重量和/或降低成本例如制造成本比如材料成本和加工成本如安装成本。还可以提高废旧利用性和环境永续性。
【附图说明】
[0031]本发明的其它特征和优点对于本领域技术人员来说可由参照附图对示范性实施方式的如下说明得到，但这些实施方式并非对本发明的限制。
[0032]图1为根据本发明的一种实施方式的带有卡夹部件200k、200m的电池模块10的示意性的侧视图；
[0033]图2为根据本发明的该实施方式的带有卡夹部件20(h、"_、2003的示范性的电池模块20的示意性的立体图；
[0034]图3-6为根据本发明的另一种实施方式的带有另一卡夹部件20(^的另一电池模块17的示意性的侧视图，用于介绍安装情况；
[0035]图7为根据本发明的该另一种实施方式的带有其它卡夹部件20(h、"^2003的示范性的电池模块20的示意性的立体图；
[0036]图8-10为根据本发明的又一种实施方式的带有又夹部件200k的又一电池模块10〃的示意性的侧视图，用于介绍安装情况；
[0037]图11和12为根据本发明的再一种实施方式的带有再一^夹部件200k的再一电池模块10/〃的示意性的侧视图，用于介绍安装情况；
[0038]图13为根据本发明的一种改型的实施方式的示范性的改型的电池模块30的示意性的立体图，其带有改型的卡夹部件20(/ I和电流引导部件5001;
[0039]图14为根据本发明的所述改型的实施方式的示范性的改型的电池模块30在无改型的卡夹部件20(/i时的示意性的立体