电池组和用于装配电池组的方法与流程

本发明涉及包括第一电池组电池和第二电池组电池的电池组和用于将第一电池组电池与第二电池组电池电接触以用于装配电池组的方法。

背景技术：

已知分别包括多个电池组电池的大量不同的电池组。至今已知的电池组的缺陷是：各个电池组电池的连接通常是技术上耗费的。此外，尤其是当应该建立电池组电池之间的强电流连接时，常常需要附加的连接元件用于将电池组电池相互连接。此外，在连接电池组电池时或在连接电池组电池之后通常出现的机械力可能负面影响到电池组电池之间的电连接。

技术实现要素：

本发明的优点

本发明的实施方式可以以有利的方式实现：在电池组中、尤其是在锂离子电池组中提供在多个电池组电池之间通常技术上简单的、机械上可靠的强电流连接。

按照本发明的第一方面，建议一种电池组，所述电池组包括至少一个第一电池组电池和至少一个第二电池组电池，其中在第一方向上，上下地布置所述第一电池组电池和所述第二电池组电池，其中第一电池组电池具有多个凸起，用于将第一电池组电池与第二电池组电池电连接，其中所述凸起从第一电池组电池的第一表面离开基本上朝第一方向延伸，并且其中第二电池组电池具有多个空隙，用于接纳所述凸起其中的各一个凸起，其中所述第一电池组电池的凸起被布置在第二电池组电池的空隙中，使得所述凸起连同所述空隙分别具有多个接触面，用于将第一电池组电池与第二电池组电池电连接，其中所述接触面基本上平行于第一方向伸展。

由此，一个优点是：电池组通常具有在电池组电池之间的技术上简单的强电流连接，其中所述强电流连接是机械上可靠的。所述电池组通常包括少量的单独部件，使得电池组的装配能够得以快速执行。此外，发生在用于将电池组电池机械连接的挤压力（在第一方向上的力）的矢量方向和数值（强度）和以法线方向（垂直于第一方向）作用到电接触面上并确定电池组电池之间的接触电阻的力的矢量方向和数值（强度）方面的去耦合，因为所述两种力基本上相互垂直。电触点或电接触面的法向力通常与电池组电池的机械连接的压配合力或夹紧配合力垂直，所述压配合力或夹紧配合力必须被施加用于将凸起插入或压入到空隙中。通常特别高的电流可以通过所述多个凸起和空隙流动。此外，通常在凸起和空隙之间或在电池组电池之间的电接触的接触法向力垂直于第一方向（用于将电池组电池相互连接的挤压力的方向）来伸展。

通常，接触面可以尤其是以下区域或面，在所述区域或面中，相应的凸起直接接触相应的空隙。经由所述接触面或借助所述接触面，通常可以在第一电池组电池和第二电池组电池之间建立电连接。

按照本发明的第二方面，建议用于将第一电池组电池与第二电池组电池电接触以用于装配电池组的方法，所述方法包括步骤：提供具有多个凸起的第一电池组电池，所述凸起用于电接触第二电池组电池；提供具有多个空隙的第二电池组电池，所述空隙用于接纳第一电池组电池的所述凸起其中的各一个凸起；在第一方向上，上下地布置所述第一电池组电池和所述第二电池组电池；将第一电池组电池的凸起沿着第一方向压入到第二电池组电池的空隙中，使得在所述凸起和所述空隙之间形成分别平行于第一方向来伸展的机械接触面，用于将第一电池组电池与第二电池组电池电连接。

由此，一个优点是：通过所述方法可以制造以下电池组，所述电池组通常具有在电池组电池之间的技术上简单的强电流连接，其中所述强电流连接是机械上稳定的。通过所述方法所制造的电池组通常包括少量的单独部件，使得所述方法得以快速执行。此外，在所述方法的情况下，发生用于机械连接电池组电池的挤压力（在第一方向上的力）和作用到电接触面上的力的去耦合，因为所述两种力基本上相互垂直。电触点或电接触面的法向力通常与电池组电池的机械连接的压配合力或夹紧配合力垂直，所述压配合或夹紧配合力必须被施加用于将凸起插入或压入到空隙中。在通过所述方法所制造的电池组的情况下，通常特别高的电流可以通过所述多个凸起和空隙流动。此外，通常在凸起和空隙之间或在电池组电池之间的电接触的接触法向力垂直于第一方向（用于将电池组电池相互连接的挤压力的方向）来伸展。

本发明的实施方式的概念此外可以被视为基于接下来所描述的思想和认识。

在一种实施方式中，凸起分别在垂直于第一方向的横截面中以星形的方式构造有锯齿（zacken），所述锯齿尤其在端部处是倒圆的，其中所述凸起被布置在空隙中，使得所述第一电池组电池的凸起的锯齿的端部与空隙的由所述锯齿的端部所接触的面共同构成在凸起和空隙之间的接触面。由此，通常能够达到大的接触面（=所有接触面的总和）。因此，特别高的电流可以通过第一电池组电池和第二电池组电池之间的连接流动。此外，所述电池组电池通常基本上并不能相对于彼此以与第一方向垂直的方向被移动。其一般负责于特别可靠的电连接。

在一种实施方式中，空隙分别被构造为，使得空隙分别具有垂直圆柱的形状。由此，一个优点是：空隙通常可以技术上简单地以对称的方式被构造或制造。此外，由此可以通常在凸起和空隙之间达到良好的压配合或夹紧配合。此外，通常提供宽的区域作为在插入凸起到空隙时的端部止档（endanschlag），由此通常可靠地避免在插入凸起到空隙中时的损坏。

在一种实施方式中，凸起分别被布置在空隙中，使得在第一电池组电池和第二电池组电池之间在第一方向上至少逐区域地（bereichsweise）存在在凸起与空隙之间的间隔。由此确保：通常在每种情况下凸起可以被深深插入到空隙中，使得在凸起和空隙之间形成尽可能大的接触面。

在一种实施方式中，第一电池组电池的凸起尤其是以彼此等距离的方式环绕着第一电池组电池的枕木区域来布置并且第二电池组电池的空隙尤其是以彼此等距离的方式环绕着第二电池组电池的枕木区域来布置。由此，通常存在大空间或大容积，电池组电池、尤其是锂离子电池可以在不同充电状态（soc）之间的电运行中扩展（ausdehnen）或膨胀（anschwellen）到所述大空间或大容积中，而不会造成在电池组电池之间的机械力或应力。因此，一般也在电池组电池的扩展或膨胀情况下确保，存在电连接并且接触面的大小基本上保持不变。

在一种实施方式中，第一电池组电池的凸起被布置在两个相互间隔开的第一区域中并且第二电池组电池的空隙被布置在两个相互间隔开的第二区域中，其中在第一区域之间构造第一电池组电池的枕木区域和在第二区域之间构造第二电池组电池的枕木区域。由此，通常提供用于电池组电池的扩展或膨胀的特别大的空间或特别大的容积。

在一种实施方式中，所述多个凸起包括至少十个、尤其是至少二十个、优选至少五十个凸起并且所述多个空隙包括至少十个、尤其是至少二十个、优选至少五十个空隙。通过大数目的凸起和空隙和因此特别大的接触面，特别高的电流通常可以通过所述连接流动。此外，通常达到在电池组电池之间的特别可靠的、在大面积上分布的机械连接。

在一种实施方式中，凸起与第一电池组电池被构造为一件式的和/或空隙与第二电池组电池被构造为一件式的。在具有多于两个的电池组电池（例如三个或四个电池组电池）的电池组中，通常对于每个电池组电池来说，尤其是在电池组的位于内部的电池组电池情况下，不仅凸起而且空隙也被构造在电池组电池的（尤其是对置的）侧面上。电池组电池的分别带有不同电位的设计元素（designelement）（凸起或空隙）可以典型地被构造为一件式的。由此，一个优点是：电池组通常能够以技术上特别简单的方式被制造。

在一种实施方式中，凸起被构造得彼此结构相同和/或空隙被构造得彼此结构相同。这通常简化电池组的制造。此外有利的是：在装配时需要较少注意两个电池彼此间的定向，因为凸起和空隙全都构建得相同。这通常降低电池组的制造时间。

电池组电池通常可以包括一个或多个原电池，所述原电池基本上完全被电池组壳体或多个电池组壳体部分或两个电池组壳体半部包围。所述电池组壳体部分或电池组壳体半部通常可以处于不同电位上。

应提示的是：本发明的可能的特征和优点其中的一些在这里参照电池组的不同实施方式被描述。专业人员认识到:所述特征可以以适合的方式被组合、适配或替换，以便达成本发明的其他实施方式。

附图说明

接下来参照所附附图描述本发明的实施方式，其中无论是附图还是描述都不应被视为对本发明进行限制。其中：

图1示出按照本发明的电池组的第一实施方式的横截面视图；

图2示出来自图1的电池组的侧视图；

图3示出来自图1或图2的电池组的电池组电池的立体视图；

图4示出来自图3的电池组电池的区域iv的细节视图；

图5示出来自图3的电池组电池的另一立体视图；

图6示出来自图1-2的电池组的电池组电池的凸起的细节视图；

图7示出来自图1-2的电池组的电池组电池的空隙的细节视图；

图8示出来自图1-2的电池组的电池组电池的凸起的另一视图；

图9示出按照本发明的电池组的另一实施方式的两个单个电池组电池的立体视图；和

图10示出按照本发明的电池组的另一实施方式的侧视图。、

所述图仅是示意性的并且不是合乎比例尺的。相同附图标记在图中表示相同的或相同作用的特征。

具体实施方式

图1示出按照本发明的电池组5的第一实施方式的横截面视图。图2示出来自图1的电池组5的侧视图。图3示出来自图1或图2的电池组5的电池组电池10、60的立体视图。图4示出来自图3的电池组电池10、60的区域iv的细节视图。图5示出来自图3的电池组电池10、60的另一立体视图。

电池组5包括多个电池组电池10、60，所述电池组电池以串联的方式前后接通。所述电池组5尤其可以是锂离子电池组，所述锂离子电池组包括多个锂离子电池。

电池或电池组电池10、60（尤其是电池组5的第一电池组电池10和第二电池组电池60）在第一方向7上（所述第一方向在图1中从下向上伸展）上下地布置。所述电池组电池可以并联地或串联（seriell）地/以串联方式（inserie）相互电连接。电池组电池10、60相同地取向并且使电池组电池10、60沿着第一方向7相对彼此偏移（zueinanderversetzt）。电池组电池10、60因此通过沿着第一方向7的单纯平移移动来被映射（abbilden）到其他电池组电池10、60上。因此，电池组电池10、60以基本上平行的方式相互取向。所述电池组电池10、60的最大扩展分别垂直于第一方向7来伸展。

电池组5包括三个电池组电池10、60。所述电池组电池10、60的数目可以为两个、四个、五个、六个或多于六个电池组电池。

电池组电池10具有凸起12-15。所述凸起12-15从第一电池组电池10的第一表面19朝第一方向7立起（abstehen），其中所述第一表面19垂直于第一方向7伸展。所述凸起12-15被布置在第一电池组电池10的（在图3中）上方的平面的或平坦的表面19的边缘附近。所述多个凸起12-15被布置，使得所述多个凸起共同环绕第一电池组电池10的枕木区域50。所述凸起12-15以矩形的方式被布置。

第二电池组电池60具有空隙62。所述空隙62从第二电池组电池60的第二表面69朝第一方向7回缩，其中所述第二表面垂直于第一方向7伸展。空隙62被布置在第二电池组电池60的（在图3中）上方的、平面的第二表面69的边缘附近。所述多个空隙62被布置，使得所述空隙共同环绕第二电池组电池60的枕木区域70。所述空隙62以矩形的方式被布置。

第一电池组电池10的凸起12-15被布置在第二电池组电池60的空隙62中。尤其是可以在第二电池组电池60的每个空隙62中布置第一电池组电池10的恰好一个凸起12-15。

凸起12-15的数目与空隙62的数目相应。也能够设想：存在比凸起12-15更多的空隙62。

第一电池组电池10在与凸起12-15背离的一侧或在与第一表面19背离的表面上具有空隙62并且第二电池组电池60在与空隙62背离的一侧或在与第二表面69背离的表面上具有凸起12-15。第一电池组电池10和第二电池组电池60因此以相同或相同型式（gleichartig）的方式来构建。由此可以相继地（aufeinander）布置大数目的电池组电池，例如三个、五个或十个并且使所述电池组电池串联地相互电连接。

空隙62通常具有负电位（负（minus））。凸起12-15通常具有正电位（正（plus））。由此确保：始终将“正”与“负”连接。然而也能够设想：空隙62具有正电位（正）并且凸起12-15具有负电位（负）。

图6示出来自图1-2的电池组5的电池组电池10的凸起12-15的细节视图。图7示出来自图1-2的电池组5的电池组电池10的空隙62的细节视图。图8示出来自图1-2的电池组5的电池组电池10的凸起12-15的另一视图。

凸起12-15分别在垂直于第一方向7的横截面（也即垂直于图1或图2的绘图面的横截面）中以星形的方式被构造。凸起12-15由圆柱形的中间部（mittelteil）组成，锯齿20-27或尖部从所述中间部突出。锯齿20-27或尖部规律地从所述中间部立起。凸起12-15的圆柱形的中间部具有比锯齿20-27或尖部略微更大的高度（所述高度朝第一方向7伸展）。在中间部和锯齿20-27之间的高度的过渡被构造得流畅（fliessend）。

凸起12-15的锯齿20-27的端部25或星形的尖部被倒圆。空隙62分别被构造为圆柱形的。空隙62的圆柱的直径基本上与从尖部到相对的尖部的凸起12-15的直径相应。因此，可以实现凸起12-15在空隙62中的压配合或夹紧配合。

凸起12-15对于以下轴旋转对称，所述轴通过凸起12-15的中间并且在图1中从上向下伸展或朝第一方向7伸展。凸起12-15的锯齿20-27或尖部的数目为8。能够设想锯齿20-27或尖部的其他数目，例如两个、三个、四个、五个、六个、七个、九个或十个锯齿20-27。也能够设想多于十个的锯齿。

有能够设想不同于凸起12-15的星形的其他形状。重要的是：每个凸起12-15在多个点（stelle）处接触相应的空隙62。每个凸起12-15或空隙62的接触面30、31越大并且存在越多的凸起12-15或空隙62，那么接触面30、31的总和就越大，并且因此从第一电池组电池10到第二电池组电池60的尽可能大的通过电流就越大。

第一电池组电池10的凸起12-15沿着第一方向7利用压力被插入或压入到第二电池组电池60的空隙62中。由此实现在第一电池组电池10和第二电池组电池60之间的（在垂直于第一方向7的方向上）防滑的机械连接。在凸起12-15插入或压入到空隙62中之后，凸起12-15的锯齿20-27的端部25或尖部在多个接触面30、31中接触空隙62。接触面30、31是以下区域或面，在所述区域或面中，相应的凸起12-15直接接触相应的空隙62。经由所述接触面30、31或借助所述接触面30、31，在第一电池组电池10和第二电池组电池60之间建立电连接。

接触面30、31分别平行于第一方向7伸展。“基本上平行”可以尤其也包括：在接触面30、31和第一方向之间存在小于约1°、小于约2°、小于约5°或小于约10°的角。

为了使强电流可以通过所述连接流动，第一电池组10和第二电池组电池60之间的接触面30、31的总和是相对高的。

空隙62的深度（略）大于凸起12-15的高度，使得凸起12-15也在小的偏差或容差的情况下可以完全被插入到空隙62中，使得一个所述接触面30、31或多个所述接触面30、31是始终同样大的。

用于将第一电池组电池10与第二电池组电池60机械连接的力朝第一方向7或沿着第一方向7进行或伸展。电池组电池10、60的重力与第一方向7相对地伸展。接触面30、31的法向力分别垂直于第一方向7来伸展。凸起12-15或凸起12-15的尖部/锯齿20-27的端部分别在以下方向相对于空隙62的内表面来挤压，所述方向基本上垂直于第一方向7。

因此，负责将第一电池组电池10与第二电池组电池60电连接的力与重力成约90°的角并与以下力成约90°的角，所述力必须被施加以用于将电池组电池10、60机械连接或用于将凸起12-15插入/压入到空隙62中。所述必须被施加以用于将电池组电池10、60机械连接或用于将凸起12-15插入/压入到空隙62中的力和重力在相同的方向上伸展或相互平行地伸展。

尤其是，在第一电池组电池10的凸起12-15和第二电池组电池60的空隙62之间的所有接触面30、31基本上平行于第一方向7来伸展。这意味着，每个在接触面30、31的任一个点处垂直于接触面30、31的矢量垂直于第一方向7伸展。

图9示出按照本发明的电池组5的另一种实施方式的两个单个的电池组电池10、60的立体视图。图10示出按照本发明的电池组5的另一实施方式的侧视图。

在图9中所示出的电池组电池10、60和图10所示出的电池组5的其他实施方式与在图3-4中所示出的电池组电池或与在图1-2中所示出的电池组5的实施方式的区别基本上在于，凸起12-15和空隙62的位置和布置。第一电池组电池10的凸起12-15被布置在两个相互分开的或间隔开的第一区域47、48中。在第一区域47、48之间，布置第一电池组电池10的第一枕木区域50。第二电池组电池60的空隙62被布置在两个相互分开的或间隔开的第二区域67、68中。在第二区域67、68之间，布置第二电池组电池60的第二枕木区域70。

在第一区域47、48和第二区域67、68中，凸起12-15或空隙62以栅格状的样式以彼此等距离的方式来布置。

在如在图10中所示出的那样的电池组电池10、60的布置或连接的情况下由此得到：使得第一枕木区域50完全处于第二枕木区域70之下。这也对于其他电池组电池的枕木区域适用。枕木区域50、70分别被构造为平面的或平坦的。枕木区域50、70的表面基本上垂直于第一方向7伸展。

在枕木区域50、70中，电池组电池10、60以相互间隔开的方式来布置。因此得到大容积，电池组电池10、60分别可以扩展到所述大容积内，而不会出现在电池组电池10、60之间的机械应力或根本不会发生使机械连接变差或松开和因此使电连接变差或松开。

电池组电池10、60可以是一次电池（不能再次充电的）和/或二次电池（能再次充电的）。

最后应提示的是，例如“具有”、“包括”等这样的术语并不排除其他元件或步骤并且例如“一个”这样的术语并不排除多个。在权利要求中的附图标记不应被视为限制。