电池组电池、包含该电池组电池的电池组模块及其应用的制作方法

本发明涉及根据独立权利要求的前序部分的一种电池组电池、一种包含该电池组电池的电池组模块以及其应用。

背景技术：

通常的电池组包含多个彼此电接触的电池组电池。在用于终端消费者的典型电池组中，这种接触例如通过在相应电池组圆电池上的末端的电池组端子来实现。此外，也存在借助金或镍弹簧接触部进行接触的可能性。在例如用于汽车应用的高压电池组的范围内，接触通过所谓的汇流排或也通过线缆连接的解决方案来实现。此外，存在借助电池连接器进行电接触的可能性。所述接触装置例如通过合适的螺栓连接或通过与电池组电池的相应端子的焊接来连接。

此外已知电池组电池，其中电池组电池壳体本身或电池组电池壳体的分别一个半壳用作用于电接触电池组电池的接触面。这能够实现对附加设计的电池组端子的省略。这样的电池组电池例如从de102014204245a1中可知。

此外，从wo92/07390中已知如下实现两个电池组电池之间的接触，即一个电池组电池的突出的电极端子啮合到在另一电池组电池的电池组电池底部上安置的留空中并且通过这种方式形成在突出的电池组电池端子和在相邻的电池组电池的在留空之内安置的电接触部之间的电接触。

技术实现要素：

根据本发明提供具有独立权利要求的独特特征的一种电池组电池、一种包含该电池组电池的电池组模块以及其应用。

本发明的优点

在此，根据本发明的电池组电池具有电池组电池壳体，该电池组电池壳体具有用于电接触电池组电池的第一和第二接触面，其中第一接触面具有第一接触表面并且第二接触面具有第二接触表面。第一和/或第二接触表面在此形成至少两个、优选多个凸起。

该措施的特别优点在于，通过该方式可以最小化在接触接触面时出现的接触电阻。所基于的认识是，接触电阻受多个因素影响。属于此的例如有第一或第二接触表面的表面品质、为第一或第二接触面设置的材料的硬度、在第一或第二接触面的表面上的氧化污物的可能存在以及可能的接触压力，利用该接触压力将接触部按压到第一或第二接触表面上。已经表明，特别是用于将接触部按压到第一或第二接触表面上的接触压力或压紧力的大小对在接触部和第一或第二接触面之间出现的接触电阻的大小具有主要影响。此外，存在在接触部和第一或第二接触表面之间出现的接触面的大小与在此实现的接触压力之间的关系。越小地选择接触面，在给定的压紧力的情况下在接触部和相应的接触表面之间所形成的接触压力就越高。借助至少两个、特别是多个由第一或第二接触表面所形成的凸起的设置，在同时足够的接触面的情况下实现足够高的接触压力。

本发明的另外有利的实施方式是从属权利要求的主题。

例如镜像对称或旋转对称地实施凸起。该实施方式的优点在于，对称构型的凸起相比例如条带形的或平面的接触面示出更小的接触电阻。相同情况适用于无棱和无角实施的凸起并且示出相较于有角或有棱的凸起更小的接触电阻。当通过垂直于第一或第二接触表面的所想到的截面、特别是通过所涉及的凸起的中轴所产生的截面轮廓至少部分地或其中的一些示出无棱或无角的走向时，该效应已经可觉察到。

根据本发明的一种特别有利的实施方式，电池组电池壳体以两个彼此电绝缘的半壳来实施。在此，电池组电池壳体的第一半壳构成第一接触表面并且电池组电池壳体的第二半壳构成第二接触表面。在此，凸起处于电池组电池壳体的第一和/或第二半壳上，特别是仅仅处于电池组电池壳体的第一半壳的表面上。

特别有利的是，电池组电池壳体的第一半壳由镀镍的钢实施并且电池组电池壳体的第二半壳由铝实施。在此，例如hilumin®可以用作镀镍的钢。

此外有利的是，第一或第二接触表面的凸起示出半圆形的或半椭圆形的走向并且在其最高的区域中示出具有<150μm的直径的接触面。通过该方式，在施加合适的接触压力时可以实现特别低的接触电阻。这在以下情况下被加强，即附加地，相应凸起的最高区域例如配备有银涂层或凸起由银或银合金实施。

根据本发明的另一种特别有利的实施方式，电池组电池例如实施为具有圆柱形壳体的所谓的圆电池。在该情况下，电池组电池的第一接触面由圆柱形电池组电池壳体的底部构成并且电池组电池的第二接触面由在电池组电池壳体的盖板上实施的电池组电池端子构成。在该情况下，在第一或第二接触面上设置凸起，优选地在第二接触面上设置凸起。

本发明的主题也是一种电池组模块，其包含至少两个前述类型的电池组电池。在此，特别有利的是，电池组模块附加地具有撑紧装置，通过该撑紧装置将电池组模块的至少两个电池组电池相互撑紧，其中通过撑紧将力作用到电池组电池上，该力导致一个电池组电池的接触面上的凸起按压到相邻的第二电池组电池的接触面上。通过该方式明显地减小两个电池组电池之间的接触电阻。

根据本发明的电池组电池或包含该电池组电池的电池组模块可以以特别有利的方式在车辆应用中使用，诸如用在电动或混合动力车辆、电信或数据处理的移动装置、电动手持工具或静止的储能器中，特别是用于存储再生的电能。

在此，根据本发明的电池组电池或包含该电池组电池的模块可以是可重复充电的电池组。电池组电池本身可以基于锂离子技术并且基于具有固体电解质、例如聚合物或陶瓷电解质的电池组电池。

附图说明

本发明的有利实施方式在附图中示出并且在随后的附图描述中更详细地解释。其中：

图1示出包含根据本发明的电池组电池的根据本发明的电池组模块的透视图的示意图，

图2示出在图1中描绘的电池组模块的片段的透视图，

图3以第一图示示出根据本发明的电池组电池的复合体的透视图，

图4以第二图示示出根据本发明的电池组电池的复合体的透视图，

图5示出根据本发明的电池组电池的在图3中示出的复合体的图像片段的透视图，

图6示出根据本发明的第一实施方式的根据本发明的电池组电池的大表面的示意图，

图7示出根据第二实施方式的根据本发明的电池组电池的大表面的示意图，

图8示出根据第三实施方式的根据本发明的电池组电池的大表面的示意图，

图9示出根据本发明的第二实施方式的根据本发明的电池组模块的示意图截面图，

图10示出根据本发明的第四实施方式的根据本发明的电池组电池的透视图的示意图，以及

图11示出根据第三实施方式的根据本发明的电池组模块的示意图截面图。

具体实施方式

在图1中示出的实施例示出根据本发明的电池组模块1。该电池组模块在此包括多个电池组电池2。特别是规定，电池组电池2是再充电的锂离子电池组电池。电池组电池2优选地构造成，使得其外侧分别形成用于电接触电池组电池2的第一和第二接触面3、4。通过该方式，电池组模块1的电池组电池2通过经由由外侧构成的第一和第二接触面3、4而相互电串联的级联来相互电连接。在此，电池组电池2例如通过多个框元件7、8、12来固定。

电池组模块1在此在末端10处包括第一框元件7，该框元件构成电池组模块1的模块端板。在该第一框元件7处布置有第一电池组电池2，其中第一框元件例如部分地包围第一电池组电池2。电池组电池2的外壳26的外边缘25在此构成安装区域，利用该安装区域，电池组模块1的相应电池组电池2分别施加在框元件7、8、12上。

在具有其中对半布置的电池组电池2的第一框元件7处布置有第三框元件12，其中第三框元件12围绕电池组电池2的另一半。此外，第三框元件12同样围绕与第一电池组电池2相邻布置的另外的电池组电池2的一半。通过该方式，多个第三框元件12和另外的电池组电池2彼此连接，其中最后的电池组电池2在电池组电池2的级联9的端部11处部分地被第二框元件8包围。

框元件7、8、12在此分别优选地通过固定元件13可分开地相互连接。作为固定元件13，在此特别是设置未示出的卡槽钩，该卡槽钩啮合到图1中未明确示出的相应的卡槽中。通过该方式，第一框元件7通过另外的第三框元件12与第二框元件8可分开地连接。

框元件7、8、12在根据本发明的电池组模块1的在图1中示出的实施例中附加地构造为电池组电池2的冷却装置并且对此分别具有可由冷却介质穿流的冷却通道16。

此外规定，框元件7、8、12分别具有在图1中未明确示出的接触元件，其中电池组模块1的各一个电池组电池2的接触元件检测电池组电池参数、特别是电池组电池电压和/或电池组电池电流和/或电池组电池温度。此外，框元件7、8、12分别具有至少一个在图1中未明确示出的连接元件，该连接元件与接触元件导电连接。框元件7、8、12的相应连接元件在此与布置在框元件7、8、12上的电路板18优选地导电连接。有利地，电路板18包括组件、电池组管理系统、特别是至少一个电池监控单元（cellsupervisingcircuit，csc，电池监控电路）。

根据本发明的电池组电池2的设计方案在此能够实现多个这样的电池组电池2通过具有第一和第二接触面的相同的电池组电池的级联的连接，这示例性地在图2中示出。

在图2中，电池组电池2在此通过级联电串联，其中有利地对于电池组电池2的连接不需要电池连接器，这有助于重量减轻。所示出的电池组电池2分别通过电池组电池2的壳体的第一壳体半壳28与相邻电池组电池2的第二半壳29的接触而电串联。

在图中示出的电池组电池2分别包括具有阴极32和阳极33的电极装置27。电极装置27在此由电池组电池2的第一半壳28和第二半壳29包围。第一半壳28和第二半壳29在此通过连接区域不导电地相互连接。在此，在连接区域中布置有至少一个绝缘元件30，使得第一半壳28相对于第二半壳29电绝缘。此外，阴极32例如通过第一导电连接元件31与第一半壳28连接并且阳极33例如通过第二导电连接元件31'与第二半壳29连接。

在同时用作第二接触面的第二半壳29的表面上设置有凸起40，所述凸起用于将电池组电池2与相邻的另外的电池组电池2电接触。凸起40的实施方式在随后描述的图3至8中更详细地示出。在此，与图1和2中相同的附图标记表示相同的部件组件。

在图3中示例性示出三个电池组电池2，它们分别具有第一半壳28形式的第一接触面以及第二半壳29形式的第二接触面。在此，在相应第二半壳29的大表面上实施有凸起40，所述凸起用于将第一电池组电池2与相邻的第二电池组电池2电接触。这也在图4中可见。图5说明在图3中标记的用a表示的图像片段。

如特别是从图5中可见，凸起40在其形状上基本上无角和无棱地实施。此外，图5中的凸起40示出半椭圆形的走向。凸起40例如可以通过将特别是金属材料相应地电镀沉积在第二半壳29的表面上来产生或者也可以通过使第二半壳29的材料形变来构造凸起40。凸起40例如可以通过银或银合金来构成或者第二半壳29在凸起40的区域中配备有银涂层。第一壳体半壳28例如由镀镍的钢、诸如hilumin®来实施，而第二半壳29例如由铝实施。

替代地存在以下可能性：在根据本发明的电池组电池的在图2至5中示出的实施方式中，代替在第二半壳29上，而是在第一半壳28的大表面上设置凸起40。也可以设想两种措施的组合，其中在两个半壳28、29上分别设置凸起40，所述凸起基本上至少在其高度上分别彼此相应。

在图6至8中是根据本发明的电池组电池1的第一或第二半壳28、29的大表面上的凸起40的布置的不同可能性。凸起40的布置在此以配置有凸起40的第一半壳28为例说明。因此，一方面存在以下可能性，如图6中所示，凸起40基本上统计地布置在第一或第二半壳28、29的大表面上。此外存在以下可能性，如图7或8中所示，凸起40围绕着第一或第二半壳28、29的大表面的垂直中轴旋转对称地布置。所示出的实施方式在实际测试中在凸起40与相邻电池组电池2的半壳28、29接触的情况下示出特别低的接触电阻。

在图9中示意性示出根据另一种实施方式的电池组模块1。在此，与图1至8中相同的附图标记表示相同的部件组件。

电池组模块1例如包括电池组模块壳体50，其保护多个彼此电串联或并联的电池组电池2以免外部影响。撑紧装置52位于电池组模块壳体50内，该撑紧装置例如彼此相对地挤压电池组模块1的电池组电池2。压缩装置52在此将轴向的压缩力faxial施加到电池组电池2上，根据其方向在图9中通过相应的箭头来标明。通过在此施加的对电池组电池2的压力，最小化电池组电池2在凸起40处的接触电阻。同时，应对电池组电池2由于提高的接触电阻所致的过热和因此“热隧穿”的风险。

在图10中示出根据本发明的第二实施方式的根据本发明的电池组电池。电池组电池2在该情况下被实施为所谓的圆电池，例如所谓的18650圆电池。该圆电池具有圆柱形的电池组电池壳体，其中该电池组电池壳体具有第一圆柱形的上部开放的壳体元件60以及封闭该壳体元件的盖板62，在该盖板上设置有电池组端子64。在此，第一壳体部分60形成电池组电池2的第一接触面并且盖板62上的电池组端子64形成第二接触面。在图10中示出的示例中，例如在第一壳体部分60的底面上设置有多个凸起40。替代地或附加地，也可以的是，电池组端子64配备有凸起40。

如果图10中所示形状的电池组电池被转化成相应的电池组模块，则据此得出电池组电池2的示例性布置，如图11中所示。在此，与前面附图中相同的附图标记还表示相同的部件组件。

电池组模块1包括多个容纳空间，电池组电池2形式的圆柱形构造的圆电池处于所述容纳空间中。所述圆电池示出，与相应电池组电池端子64连接的相应凸起40。替代地，然而也可以的是，凸起40设置在电池组电池壳体60的下侧上。

在图11中示出的电池组模块1例如还包括冷却介质通道，其可以由冷却介质穿流。电池组模块1在后面的壁25处还包括在支撑元件22处布置的弹簧元件21，所述弹簧元件用作压缩单元52。