电池和用于制造电池的方法与流程

本发明的出发点为根据独立权利要求的前序部分所述的电池。本发明的主题也为用于制造这种电池的方法。

从现有技术中已知，模块化地构造在混合动力车辆、插电式混合动力车辆和电动车辆中作为驱动电池所使用的电池（如，尤其是锂离子-电池）由多个电池模块构成。

此外，电池模块优选具有多个单独的电池电芯，所述单独的电池电芯彼此互连成电池模块，其中，所述单独的电池电芯能够串联或者并联地彼此连接。在此，单独的电池电芯的分压抽头借助所谓的电芯连接器彼此电连接，所述单独的电池电芯例如尤其是锂离子-电池电芯、锂-聚合物-电池电芯或者铅酸蓄电池。在此，经由螺栓连接，焊接连接或铆接连接而将电芯连接器安装在单独的电池电芯的分压抽头处。此外，电池的电池模块也借助通过螺栓连接、焊接或者铆接来安装的连接元件电串联和/或并联地彼此连接，所述连接元件被称为模块连接器。

多个电池模块形成电池的子单元，所述子单元被称为所谓的亚单元（subunit），所述子单元例如共享共同的冷却装置。电池通常由至少两个子单元构成。

在构造电池时，从超过60伏的直流电的电压开始，对接触保护采取特别的保护措施，使得就这种电压而言只允许受过训练的电工在电池处工作。

从现有技术中，从de102012215205a1中已知一种电芯连接器，所述电芯连接器使不同的电池模块的两个电池电芯彼此连接。

此外，从de102012215495中已知一种具有电池电芯的串联电路，以用于适配电池电芯的特征量。

技术实现要素：

具有独立权利要求的、表征特征的电池以及用于制造这种电池的方法具有优点：一个电池的两个电池模块能够以简单的方式并且通过插塞连接可靠地彼此导电连接。由此，能够减小尤其是在生产期间的花费，因为能够省去从现有技术中已知的焊接、铆接或者螺栓连接。

根据本发明，提供了一种具有至少两个电池模块的电池。在此，电池模块分别包括多个电池电芯，所述电池电芯彼此电串联和/或并联连接。在此，电池电芯尤其是锂离子-电池电芯。此外，电池模块具有正分压抽头和负分压抽头。在此，第一模块连接元件与正分压抽头导电连接，和/或，第二模块连接元件与负分压抽头导电连接。第一电池模块的模块连接元件和第二电池模块的模块连接元件导电连接。在此，将模块连接元件的导电连接构造为插塞连接。

通过在从属权利要求中所列出的措施，在独立权利要求中所说明的装置或者在独立权利要求中所说明的方法的、有利的改型方案和改进方案是可能的。

合乎目的的是，当模块连接元件直接彼此导电连接时。由此，可能的是：在构造电池时，第一电池模块和第二电池模块在其在电池之内的位置处，并且，在此通过构造插塞连接，第一电池模块的模块连接元件和第二电池模块的模块连接元件彼此导电连接，从而，随后不需要另外的生产步骤，所述另外的生产步骤用于构造电池模块的导电连接。

此外，也合乎目的的是，当另外的、导电的连接元件使模块连接元件彼此导电连接时。由此，可能的是：在构造电池期间，能够将第一电池模块和第二电池模块布置在其在电池之内的位置处，而在此没有在电池模块之间构造导电连接。因此，能够构造由多个电池模块构成的电池，而不出现以下情况：在此，电池模块已经电串联和/或并联地彼此连接并且因而没有升高的电压出现，所述电压高于单独的电池模块的电压，使得无需对接触保护采取特别的保护措施，当电池模块的电压低于60伏直流电的、允许的电压时。在通过布置单独的电池模块来结束电池的机械构造之后，能够进行电压的升档（hochschaltung）。这应当被理解为，单独的电池模块彼此导电连接。尤其地，这应当被理解为，第一电池模块的模块连接元件和第二电池模块的模块连接元件彼此导电连接，其中，另外的、导电的连接元件使所述模块连接元件彼此导电连接。

根据本发明的一种实施方式，为了第一电池模块和第二电池模块的串联连接，第一电池模块的第一模块连接元件和第二电池模块的第二模块连接元件导电连接。此外，根据本发明的这种实施方式，为了第一电池模块和第二电池模块的串联连接，第一电池模块的第二模块连接元件和第二电池模块的第一模块连接元件也能够导电连接。由此，正分压抽头和负分压抽头或者负分压抽头和正分压抽头彼此导电连接，从而实现了电池模块的串联连接。

根据本发明的另一种实施方式，为了第一电池模块和第二电池模块的并联连接，第一电池模块的第一模块连接元件和第二电池模块的第一模块连接元件导电连接。此外，根据本发明的另外的实施方式，为了第一电池模块和第二电池模块的并联连接，第一电池模块的第二模块连接元件和第二电池模块的第二模块连接元件也能够导电连接。由此，正分压抽头与正分压抽头或者负分压抽头与负分压抽头导电连接，从而实现了电池模块的并联连接。

尤其地，一个电池模块分别基本上具有两个端面、两个侧面、一个电池模块底侧和一个电池模块顶侧。两个端面被布置成彼此对置的并且优选彼此平行的。此外，两个侧面被布置成彼此对置的并且优选彼此平行的。电池模块底侧和电池模块顶侧被布置成彼此对置的并且优选彼此平行的。尤其地，将两个端面中的一个和两个侧面中的一个布置成彼此成直角的。

此外，尤其是将两个端面中的一个和电池模块底侧或者电池模块顶侧布置成彼此成直角的。尤其地，将两个侧面中的一个和电池模块底侧或者电池模块顶侧布置成彼此成直角的。

优选地，将电池模块的正分压抽头和/或负分压抽头布置在电池模块顶侧处。此外，将电芯连接器布置在电池模块顶侧处，所述电芯连接器使多个电池电芯电串联和/或并联地彼此连接。

在此，合乎目的的是，当将第一模块连接元件和/或第二模块连接元件布置在电池模块底侧处、在两个端面中的一个处或者在两个侧面中的一个处时。由此可能的是：没有将模块连接元件布置在电池模块顶侧处，在所述电池模块顶侧处通常也布置有电芯连接器，使得在构造电池时能够提高安全性，所述电芯连接器用于单独的电池模块的串联和/或并联连接。此外，由此可能改善模块连接元件的可接近性，如在下文中所描述的。

有利的是，当并排地布置第一电池模块和第二电池模块时，其中，与所述第二电池模块的两个端面中的一个直接相邻地布置第一电池模块的两个端面中的一个，并且此外，将第一模块连接元件和/或第二模块连接元件布置在一个侧面处。由此，可能的是：将第一电池模块和第二电池模块布置在电池之内，所述电池具有多个电池模块，就所述电池而言例如也将所述多个电池模块上下叠置地布置在多个平面中，而在布置时电池模块并未彼此互连。在此，在借助另外的、导电的连接元件布置所述电池模块之后才进行电池模块的、最终的互连并且因而进行电压的升档，因为在机械地构造电池之后仍将模块连接元件布置成可接近的。

在这里，“上下叠置地布置在多个平面中的电池模块”应当被理解为，将至少一个电池模块的电池模块顶侧和另一个电池模块的电池模块底侧布置成彼此直接相邻的。

当然，也可能的是：应当将电池的多个电池模块布置在同一个平面中并且因而一个电池模块的一个侧面直接相邻于另一电池模块的一个侧面，当并排布置第一电池模块和第二电池模块时，其中，与第二电池模块的两个端面中的一个直接相邻地布置第一电池模块的两个端面中的一个，第一模块连接元件和/或第二模块连接元件也安装在电池模块底侧或者电池模块顶侧处。

此外，有利的是：当并排地布置第一电池模块和第二电池模块时，其中，与第二电池模块的两个侧面中的一个直接相邻地布置第一电池模块的两个侧面中的一个，并且此外，将第一模块连接元件和/或第二模块连接元件布置在一个端面处。由此可能的是：就一电池而言能够在机械地构造电池之后才执行电压的升档，因为模块连接元件仍是可接近的，在所述电池中将电池模块（如上所述）例如上下叠置地布置在多个平面中并且尤其是分别将两个电池模块布置成与两个侧面中的一个直接相邻。此外，在这种情况下也能够设想的是：在将电池模块布置在一个平面中时，将第一模块连接元件和/或第二模块连接元件布置在电池模块顶侧或者电池模块底侧处，因为它们在机械地构造电池之后仍是可接近的。

此外，也有利的是：当并排地布置第一电池模块和第二电池模块时，其中，与第二电池模块的电池模块底侧直接相邻地布置第一电池模块的电池模块顶侧，并且此外，将第一模块连接元件和/或第二模块连接元件布置在两个端面的一个处或者两个侧面中的一个处。由此可能的是：将第一电池模块和第二电池模块布置在电池的、上下叠置的平面中，并且，在机械地布置电池模块之后才以简单的方式使它们导电连接，所述电池具有多个电池模块。尤其地，借助另外的、导电的连接元件，能够将导电连接构造为第一模块连接元件和第二模块连接元件的插塞连接。

通过上述的、有利的布置可能性，能够以简单并且安全的方式提供一电池，所述电池具有多个电池模块，所述布置可能性为第一模块连接元件和/或第二模块连接元件在两个端面中的一个处、在两个侧面中的一个处或者在电池模块底侧或者尤其是也在电池模块顶侧处的布置。在此，能够将多个电池模块上下叠置地布置在多个平面中，其中，在每个平面中也能够布置有多个电池模块。在此，优选的是，首先在电池之内将电池模块布置在其位置处，并且因而能够制造电池的、机械的整体构造，并且然后在随后的步骤中，构造导电连接以用于单独的电池模块的串联和/或并联连接。由于能够将第一模块连接元件和/或第二模块连接元件布置在两个端面中的一个处、在两个侧面中的一个处或者在电池模块底侧处或者尤其是也在电池模块顶侧处，如此布置模块连接元件也是可能的，使得它在机械地整体构造电池之后也是可接近的。然后，在此能够通过另外的、导电的连接元件实现电互连。尤其是就一电池模块而言，只有电压的升档的最后步骤由受过训练的电工执行，在所述电池模块中总电压例如低于60伏的直流电压，所述升档通过在单独的电池模块之间构造导电连接来实现，所述电工具有对应的安全知识。

合乎目的地，模块连接元件分别具有壳体，所述壳体由电绝缘的材料制成。由此，能够电绝缘电池模块的所述正分压抽头和所述负分压抽头，以便能够避免不期望的短路或者电接触。此外，模块连接元件具有导电的连接区段，所述连接区段被布置在电绝缘的壳体中。此外，连接区段与相应的电池模块的正分压抽头或者负分压抽头导电连接。在此，为了第一电池模块和第二电池模块的导电连接，第一电池模块的模块连接元件的第一连接区段和第二电池模块的模块连接元件的第二连接区段彼此导电连接。在此，将第一连接区段的和第二连接区段的连接构造为插塞连接。在此，为了直接的导电连接，第一连接区段能够具有开口，在所述开口中布置有第二连接区段，所述第二连接区段被构造为插塞元件。此外，第一连接区段在此能够具有开口，并且，第二连接区段能够具有延伸穿过模块连接元件的壳体的开口，所述模块连接元件具有第二连接区段，其中，将另外的、导电的连接元件此外布置成在第一连接元件的开口中并且在第二连接元件的开口中延伸。由于第二连接区段具有延伸穿过模块连接元件（该模块连接元件具有第二连接区段）的壳体的开口，另外的、导电的连接元件也能够在并排地布置第一电池模块和第二电池模块之后使第一连接区段和第二连接区段彼此导电连接。

有利的是，当模块连接元件与相应的电池模块材料锁合或者形状配合地连接时。在此，尤其是能够焊接、铆接或者粘接地构造这种连接。此外，也可能的是：能够将模块连接元件卡锁在电池模块处。尤其地，壳体能够接收接合力。

此外，本发明涉及一种用于制造上述电池的方法。在此，结合根据本发明的电池所提及的所有优点和改型可能性也应当进一步适用根据本发明的方法，使得在用于制造电池的方法和电池之间能够进行相互参考。

在方法步骤a)中，将多个电池电芯电串联和/或并联地连接成第一电池模块和第二电池模块。由此，因而提供了第一电池模块和第二电池模块，所述电池模块分别具有多个串联和/或并联的电池电芯。

在方法步骤b)中，将第一模块连接元件和/或第二模块连接元件布置在第一电池模块处和第二电池模块处，第一模块连接元件与正分压抽头导电连接，第二模块连接元件与负分压抽头导电连接。由此，第一电池模块具有至少一个第一模块连接元件或者第二模块连接元件，并且，第二电池模块具有至少一个第一模块连接元件或者第二模块连接元件，所述模块连接元件分别与电池模块的正分压抽头或者负分压抽头连接。

在方法步骤c)中，在第一电池模块的模块连接元件和第二电池模块的模块连接元件之间构造导电连接。在此，将模块连接元件的导电连接构造为插塞连接。

由此，第一电池模块与第二电池模块的、简单的串联和/或并联连接是可能的。

此外，有利的是，当并排地布置第一电池模块和第二电池模块时。在此，尤其是第一电池模块的模块连接元件和第一电池模块的模块连接元件没有彼此导电连接。在随后的方法步骤d）中，模块连接元件才经由另外的、导电的连接元件彼此导电连接。如已经结合根据本发明的电池所描述的，这具有优点：首先，能够进行对具有多个电池模块的电池的机械地整体构造，并且在随后的步骤中，能够在单独的电池模块之间进行导电连接的构造，以用于电压的升档。

尤其地，本发明涉及一种方法，其中，在方法步骤a）中，此外提供了多个电池模块，所述电池模块具有多个电串联和/或并联连接的电池电芯。在此，在方法步骤b）中，此外在多个电池模块处应当分别布置有第一模块连接元件和/或第二模块连接元件，第一模块连接元件与正分压抽头导电连接，第二模块连接元件与负分压抽头导电连接。此外，在方法步骤c）中，首先将电池模块并排地布置成电池。然后，在方法步骤d）中，并排布置的电池模块中的每两个模块连接元件通过各个另外的、导电的连接元件彼此导电连接。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在接下来的说明中进一步进行阐述。

图1a示出了具有模块连接元件的第一布置的电池模块的实施方式，

图1b示出了具有模块连接元件的第二布置的电池模块的实施方式，

图1c示出了具有模块连接元件的第三布置的电池模块的实施方式，

图2以示意性的视图示出了根据本发明的电池的俯视图，

图3a示出了插塞连接的实施方式，所述插塞连接用于在两个模块连接元件之间构造直接导电连接，以及

图3b示出了插塞连接的实施方式，所述插塞连接用于借助另外的、导电的连接元件来在两个模块连接元件之间构造导电连接。

具体实施方式

图1a至1c分别示出了电池模块1的实施方式，所述电池模块具有多个并排布置的电池电芯2，所述电池电芯优选是相同的。此外，电池电芯2分别具有正分压抽头3和负分压抽头4。如在图1a至1c所示处的，为了单独的电池电芯2的串联连接，电池电芯2的正分压抽头3和相邻的电池电芯2的负分压抽头4彼此导电连接。这种导电连接能够借助于从现有技术中已知的电芯连接器16来实现。

在电池电芯2串联连接时，第一电池电芯21的正分压抽头3和上一个电池电芯22的负分压抽头4，例如不是借助于电芯连接器16，与同一个电池模块1的、相邻的电池电芯2连接。在第一电池电芯21和上一个电池电芯22的下方，分别标明了电池模块1的两个外部的、并排布置的电池电芯2中的一个，如也应当在图2中示出的。

第一电池电芯21的正分压抽头3同时形成电池模块1的正分压抽头5，并且，上一个电池电芯22的负分压抽头4同时形成电池模块1的负分压抽头6。

如从图1a至1c中能够识别的，电池模块1此外具有第一模块连接元件7以及在图1a至1c中未示出的第二模块连接元件8。电池模块1的正分压抽头5与第一模块连接元件7导电连接。电池模块1的负分压抽头6与第二模块连接元件8导电连接。

第一模块连接元件7和第二模块连接元件8分别具有壳体9，所述壳体由电绝缘的材料制成。此外，模块连接元件7、8具有导电的连接区段10，稍后还将参照图3a和3b详细地描述所述连接区段。

为了构造在第一电池模块101和第二电池模块102之间的导电连接，第一电池模块101的模块连接元件7、8的第一连接区段11和第二电池模块102的模块连接元件7、8的第二连接区段12彼此导电连接。

电池模块1基本上具有两个彼此对置的侧面13、两个彼此对置的端面14、电池模块顶侧151和电池模块底侧152，所述电池模块底侧与电池模块顶侧151对置。

如已经描述的，能够将第一模块连接元件7和/或第二模块连接元件8布置在两个侧面13中一个处、在两个端面14中的一个处或者在电池模块顶侧151并且尤其是也在电池模块底侧152处，以便实现电池模块1的、所希望的空间布置。

在图1a中所示出的、电池模块1的实施方式例如是有利的，当将电池模块1布置成具有与另一个电池模块1的侧面13相邻的侧面13时，其中，将第一模块连接元件7布置在电池模块顶侧151处，并且其中，在与第一模块连接元件7相邻的侧面14处应当例如布置有电池的、另外的元件（在这里未示出），使得在这里没有空间可用。

此外，在这种情况下能够将第一模块连接元件7布置在端面14处，如在图1b中所示出的，当将电池模块1布置成具有与另一个电池模块1的侧面13相邻的侧面13时，其中，在电池模块顶侧151处例如由于布置另外的电池模块1而没有空间可用。

在图1c中所示出的实施方式是有利的，当将电池模块1布置成具有与另一个电池模块1的端面14相邻的端面14时。在此，将第一模块连接元件7布置在侧面13处。此外，在这种情况下，也能够将第一模块连接元件7布置在电池模块顶侧151或者电池模块底侧152处，这在这里未示出。

如从图1a至1c中能够识别的，第一模块连接元件7的连接区段10构造为开口111，所述开口尤其是也能够被构造为穿过第一模块连接元件7的壳体9地延伸，在下文中将详细地探讨这点。

图2示意性地示出了根据本发明的电池100的俯视图。

电池100具有第一电池模块101和第二电池模块102，所述电池模块分别具有多个电池电芯2，如在图1a至1c中已经描述的。

第一电池模块101的电池电芯2和第二电池模块102的电池电芯2分别借助于电芯连接器16来彼此电串联连接。在此，电池电芯2的正分压抽头3与相邻的电池电芯2的负分压抽头4导电连接。也能够设想的是，电池电芯2彼此电并联连接。

此外，第一电池模块101的第一电池电芯21的正分压抽头3不与第一电池模块101的、相邻的电池电芯2的分压抽头3、4导电连接，并且，因而形成第一电池模块101的正分压抽头5。第一电池模块101的上一个电池电芯22的负分压抽头4不与第一电池模块101的、相邻的电池电芯2的分压抽头3、4导电连接，并且，因而形成第一电池模块102的负分压抽头6。

此外，第二电池模块102的上一个电池电芯22的负分压抽头4不与第二电池模块102的、相邻的电池电芯2的分压抽头3、4导电连接，并且，因而形成第二电池模块102的负分压抽头6。第二电池模块102的第一电池电芯21的正分压抽头3不与第二电池模块102的、相邻的电池电芯2的分压抽头3、4导电连接，并且，因而形成第二电池模块102的正分压抽头5。

此外，从图2中能够识别出，第一模块连接元件7与第一电池模块101的正分压抽头5导电连接，并且，第二模块连接元件8与第二电池模块102的负分压抽头6导电连接。

第一电池模块101布置成具有第一端面141，所述第一端面与第二电池模块102的第二端面142相邻。第一模块连接元件7和第二模块连接元件8分别布置在第一电池模块101或者第二电池模块102的侧面13处。在此，第一模块连接元件7和第二模块连接元件8彼此导电连接，其中，模块连接元件7、8的导电连接被构造为插塞连接。

图3a和3b分别示意性地示出根据在图2中所示出的截面a-a的、在第一模块连接元件7和第二模块连接元件8之间的导电连接，所述导电连接被构造为插塞连接。

图3a示出了第一实施方式，其中，模块连接元件7、8直接彼此导电连接。

在此，第一模块连接元件7和第二模块连接元件8分别具有壳体9，所述壳体由电绝缘的材料制成。

此外，第一模块连接元件7包括第一连接区段11，所述第一连接区段由导电的材料制成并且此外与第一电池模块101的正分压抽头5导电连接。根据图3a，第一连接区段11包括开口111。

第二模块连接元件8包括第二连接区段12，所述第二连接区段由导电的材料制成并且此外与第二电池模块102的负分压抽头6导电连接。根据图3a，第二连接区段12包括从壳体9突出的突起部112，所述突起部用作插塞元件。

为了构造在第一连接区段11和第二连接区段12之间的导电连接，突起部112如此插入到开口111中，使得通过在第一连接区段11和第二连接区段12之间的接触来构造导电连接。

图3b示出了第二实施方式，其中，另外的、导电的连接元件20使模块连接元件7、8彼此导电连接。

在此，第一模块连接元件7和第二模块连接元件8分别具有壳体9，所述壳体由电绝缘的材料制成。

此外，第一模块连接元件7包括第一连接区段11，所述第一连接区段由导电的材料制成并且此外与第一电池模块101的正分压抽头5导电连接。根据图3b，第一连接区段11包括开口111。

此外，第二模块连接元件8包括第二连接区段12，所述第二连接区段由导电的材料制成并且此外与第二电池模块102的负分压抽头6导电连接。根据图3b，第二连接区段12具有开口113，所述开口延伸穿过第二模块连接元件8的壳体9。

另外的、导电的连接元件20使第一连接区段11和第二连接区段12导电连接。在此，将另外的、导电的连接元件20布置在第一连接区段11的开口111中和第二连接区段12的开口113中。

尤其地，第二连接区段12的、作为延伸穿过壳体9的开口113的构造具有优点：能够并排地布置第一电池模块101和第二电池模块102，而没有构造在第一连接区段11和第二连接区段12之间的导电连接。然后，导电连接的构造能够在另外的步骤中完成，因为能够在所示出的方向21上推入另外的、导电的连接元件20。

此外，当然可能的是：第一连接区段11也构造为延伸穿过第一连接元件7的壳体9的开口，使得也可以与所示出的方向21反向地进行推动。

在第一模块连接元件7和第二模块连接元件8之间能够布置有绝缘元件21，所述绝缘元件用于电绝缘并且阻止不希望的接触，以便在将第一电池模块101布置在第二电池模块102旁边时阻止，在插入另外的、导电的连接元件20之前，在第一连接区段11和第二连接区段12之间构造导电连接。