用于制造电池堆用接触板的方法、电池堆用接触板及电池堆与流程

本发明涉及一种制造用于将电池堆的电池单池电并联的电池堆用接触板的方法，其中，在电池堆中所述电池单池安置在上电池层和下电池层中，并且该接触板在电池堆中安置在所述上电池层和下电池层之间。本发明还涉及一种用于将电池堆的电池单池电并联的电池堆用接触板，其中，在电池堆中所述电池单池安置在上电池层和下电池层中，并且该接触板在电池堆中可安置在所述上电池层和下电池层之间。另外，本发明涉及一种电池堆，其具有至少一个上电池层、下电池层和接触板，其中，多个电池单池分别安置在上电池层和下电池层中并且该接触板安置在所述上电池层和下电池层之间。

背景技术：

蓄电器在现代技术中被广泛使用，例如被用在电动车中。这种蓄电器的可能实施方式例如是锂离子电池。为了提升这种电池的功率能力而知道了在一个电池层内将多个电池单池电气并联连接。为了获得这种电池的电功率能力的进一步提升，两个或更多个这种电池层可布线串联成一个电池堆。为此，尤其是各自电池层可以叠置且导电相连。

为了将一个电池层的各自电池单池或甚至两个前后相继的电池层的电池单池电并联，根据现有技术大多采用至少一个接触板。接触板具有多个安置区，它们设置用于在各自电池层或两个电池层中安置各自电池单池。各自电池单池又与接触板导电连接，在此，接触板尤其通常本身由导电基体材料构成。可通过这种方式实现电池层的电池单池的电并联。

根据现有技术还知道了，为了各自电池单池与接触板之间的导电连接而设置特殊构成的安置件。但这带来以下缺点，即，在接触板的使用准备中需要将安置件安装在接触板的板体之处或之上，以保证位置稳定地安置各自安置件和尤其是将安置件与板体导电连接。这样的安装可能造成用时和尤其是费用。另外，根据现有技术由板体连带多个安置件构成的组合式接触板结构可能导致更大的接触板结构空间需求。尤其在具有许多电池层和与此相应大量所需接触板的电池堆情况下，这可能导致整个电池堆需要很大的地方。由此可能妨碍电池堆的很紧凑结构。

技术实现要素：

因此，本发明的任务是至少部分消除前述的缺点。本发明的任务尤其是以廉价简单的方式提供一种接触板制造方法、一种接触板以及一种电池堆，借此可以简化且总体改善这种接触板的制造，在这里，尤其也可以减小接触板所需的结构空间。

以上任务通过一种具有独立权利要求1的特征的电池堆用接触板制造方法以及通过一种具有并列权利要求16的特征的接触板来完成。此外，该任务通过一种具有并列权利要求17的特征的电池堆来完成。本发明的其它特征和细节来自从属权利要求、说明书和附图。在此，关于本发明方法所描述的特征和细节显然也与本发明的接触板以及本发明的电池堆相关地是适用的，反之亦然，因此关于各自发明方面的公开内容总是将相互参照或可相互参照。

根据本发明的第一方面，该任务通过一种制造用于将电池堆的电池单池电并联的电池堆用接触板的方法来完成，其中，在电池堆中所述电池单池布置在上电池层和下电池层内，并且所述接触板在电池堆中布置在所述上电池层和所述下电池层之间。本发明方法的特点是具有以下步骤：

a)提供由传导性板材料构成的面状板体，其中，该板体至少基本布置在一个板平面内，

b)确定若干安置区，用于分别安置所述上电池层的和所述下电池层的电池单池，

c)在每个安置区中去除板材料以分别形成至少一个安放空隙，

d)在每个安置区内由该板材料形成至少一个触点部，用于所述下电池层的电池单池的导电触通，和

e)在每个安置区内由该板材料形成至少两个保持部，用于导电触通以及以形状配合和/或传力配合和/或摩擦配合方式保持所述上电池层的电池单池。

本发明的方法设置用于制造可被用在电池堆中的接触板。借助通过本发明方法所制造的接触板，该电池堆的上电池层的和下电池层的电池单池可以导电连接。另外，至少上电池层的电池单池还能以形状配合和/或传力配合和/或摩擦配合的方式通过这种采用本发明方法所制造的接触板来保持。电池堆尤其也可以具有多个电池层，在这里，可采用根据本发明方法所制造的多个接触板，于是分别与接触板相关地，其中一个所述电池层可以是上电池层或下电池层。

在本发明方法的第一步骤a)中，提供由传导性板材料构成的面状板体。本发明意义上的面状可以尤其是指，板体至少基本上布置在一个板平面内。换言之，板体最好可被设计成如下构件，其在一个尤其随后可以是电池层安置方向的空间方向上的延伸尺寸基本上由面状板体的厚度确定。尤其由传导性板材料构成的板体的提供还允许：通过板体的板材料本身能做到将下电池层的以及上电池层的电池单池电并联，从而不必为所述功能设置附加导线元件。

在下一步骤b)中，确定若干安置区，用于在板体上分别安置上电池层的和下电池层的电池单池。换言之，可以尤其优选地规定，如此确定该安置区，即，稍后在电池堆中，上电池层的电池单池和下电池层的电池单池可以分别成对相互对齐布置。通过这种方式，可以很简单地做到电池单池在各自电池层中的布置总是相同的，从而可以简单提供整个电池堆的模块式结构。综合而言，在执行了本发明方法的步骤b)之后确定随后要在板体的哪些位置设置下电池层的和上电池层的电池单池，用以电触通或电并联。

随后的步骤c)包括：在每个安置区形成安置空隙。安置空隙尤其可以是指，在板体中产生贯通开口，其通过去除板材料而没有板材料。通过这种方式可以做到在随后的步骤d)和e)中产生接触板的特殊元件，尤其是触点部和保持部，它们明确设置用于电池单池在电池层内的触通和/或保持。电池单池的单独限定的且可确定的触通或保持可以通过这种方式来提供。

下一个步骤d)包括：在每个安置区内由板材料形成至少一个触点部，其中，该触点部设置用于触通下电池层的电池单池。该触通尤其是导电触通，因此每个触点部针对规定的电池单池提供规定的电触通。该触点部尤其也可设计成适配于所用的电池单池，例如以便相应形成正极的形状。在电池堆安装时，触通可以通过各自触点部与相应电池单池极的材料接合连接(例如钎焊或焊接、最好是激光焊)而被更进一步改善。

在本发明方法的最后步骤e)中，现在在每个安置区中还形成至少两个保持部，用于导电触通上电池层的电池单池。另外，保持部在本发明方法的步骤e)中如此形成，即，它们除了导电触通外也设计用于以形状配合和/或传力配合和/或摩擦配合方式保持上电池层的各自电池单池。通过两个这样的保持部就已能可靠保持一个电池单池。在其它优选实施方式中，也可以设有多个这种保持部、例如三个或更多个保持部，它们尤其也可以沿要布置在每个安置区内的电池单池的外周分散布置。在所述保持部中，当安装电池堆时也可以通过各自保持部与相应电池单池极的材料接合连接(如钎焊或焊接、最好是激光焊)来进一步改善电触点接通且尤其还有保持。

因此综合而言，可以通过本发明方法制造如下的接触板，其基于面状板体，其中，由板体的板材料不仅形成用于将下电池层的电池单池电触通的触点部、还形成有保持部，用于电触通并保持上电池层的电池单池。尤其是，所述形成并非只是假想提供触点部或保持部，而是实际提供，从而根据本发明方法的步骤d)和e)，所述触点部和保持部实际存在且可供使用。通过由面状板体制造整个接触板及其触点部和保持部，可以放弃附加保持件的使用。因此，本发明的方法被设计用于以快速且尤其也简单廉价的方式制造接触板。

另外，可以在本发明的方法中规定，在步骤c)中的板材料去除通过冲切和/或切割和/或熔焊、尤其是激光切割来进行。通过冲切和/或切割和/或熔焊，可以执行很简单的且同时精确的板材料去除。尤其优选地，可以采用激光切割，恰好可以借此进一步提升在板材料去除时的精度。本发明方法的步骤c)的很可靠且尤其是严格精准的执行可以通过这种方式来提供。

另外可以在本发明方法中规定，当在步骤c)中去除板材料时，各自安置区通过由板材料构成的连接部来保持导电连接，在这里，尤其是在安置区之间的板材料也被去除。通过留下安置区之间的板材料，尤其可以保证各自安置区、尤其是在各自安置区内的触点部和保持部保持相互导电连接。晚些安置在电池堆内的各自安置区中的所有电池单池的电并联可通过这种方式得以保证。通过进一步去除安置区之间的板材料，还例如也可以减轻通过本发明方法制造的接触板的重量，而没有不利影响到电并联的功能。尤其是在具有大量电池层和由此许多所需接触板的电池堆情况下，可以通过这种方式来减小电池堆的总重量。

根据本发明方法的一个尤其优选的实施方式而可以规定，步骤d)和/或e)至少部分与步骤c)同时地进行，尤其是使触点部和/或至少两个保持部至少部分通过板材料去除来形成。通过这种方式，可以做到加快根据本发明方法的接触板制造速度。尤其是，“在步骤d)和e)中执行的触点部或保持部形成”可以至少部分也包括去除板材料。通过这种方式，例如可以至少部分已通过去除板材料来提供触点部的或保持部的外形。接触板制造速度的提高因此可以在本发明方法的这个实施方式中实现。

另外，可以在本发明方法中规定，在步骤d)中的所述至少一个触点部的形成包括：触点部朝向板体底面成形。本发明意义上的成形尤其也可以是使触点部朝向板体底面鼓凸出。通过这种方式可以例如做到：所述下电池层的电池单池不必在该板平面中与板体直接接触。于是，仅所述触点部设置用于制造接触板与下电池层的电池单池之间的导电接触。在下电池层的电池单池与接触板之间的、可单独限定的且可调节的导电接触可通过这种方式来提供。因为在成形之后该触点部向板体底面突出，故还可以提供该触点部的一定弹性作用。在安置接触板或下电池层的电池单池时的略微误差可以通过这种方式被补偿。

相应地，根据本发明方法的一个替代或附加的实施方式而可以优选规定，在步骤e)中的至少两个保持部的形成包括：至少两个保持部朝向板体顶面的成形。在这里，保持部的成形也可以包括：该保持部自板平面朝向板体顶面鼓凸出。保持部也可以通过这种方式设计成具有一定弹性作用，由此提供了至少在一定程度上存在长度补偿的如上已述的优点。也可以通过朝向板体顶面成形的保持部来避免上电池层的电池单池与板体在板平面中直接接触。这种导电接触也可以通过这种方式来单独限定和按计划调节。

此外，也可以如此设计本发明方法，即，当在步骤e)中形成所述至少两个保持部时形成具有间隔部的保持部，其中，该间隔部最好横向于或至少基本横向于板平面取向。这样的间隔部尤其允许提供在上电池层的电池单池的下端与接触板板体之间的规定距离。该规定距离例如允许安置绝缘件，例如用于接触板板体与上电池层的电池单池之间的隔热和/或电绝缘。这样的绝缘件例如可以由塑料材料或陶瓷材料构成。在本发明意义上，横向于板平面尤其可以是垂直于板平面，由此，尤其是除了提供规定距离外，也可以提供在电池单池与接触板之间的、尤其关于压力和/或拉力的很好的力传递。为了在电池堆内传递这种力，在此情况下也可以采用各自电池单池，从而总体上可以获得电池堆的总体稳定性的提升。

此外，在本发明方法中可以规定，在步骤c)前，在每个安置区内朝向板体顶面深冲板材料，尤其呈截头锥体状被深冲。通过这种方式，可以在局部获得板体面积的扩大。形成保持部的可能方式可以通过这种方式而增加，因为尤其板材料有较大面积可供形成保持部所用。尤其是，各自安置区的或这些各自安置空隙的尺寸不会对保持部的尺寸或设计造成绝对限制。接触板的很多不同实施方式因此可通过使用本发明方法的这个实施方式来提供。

尤其优选在本发明方法中可以做出如下改进，即，在步骤e)中，所述至少两个保持部至少部分在深冲区域内形成。在本发明方法的这个尤其优选的实施方式中，上述优点尤其可以被提供用于所述至少两个保持部。可以通过这种方式提供很大的保持部，其例如也可以很好地设计用于保持上电池层的电池单池。

也可以如此改进本发明方法，即，在步骤c)中板材料伴随在深冲时出现的流动损失而至少部分、最好完全被去除。通过这种在板材料中出现的流动损失，例如可能影响到板材料的结构稳定性。在通过本发明方法制造的接触板的某些实施方式中也可能不利的冷硬化也可以作为流动损失出现在板材料中。因为在步骤c)中恰好该板材料伴随在深冲时出现的流动损失而至少部分、最好完全被去除，故能可靠避免在通过本发明方法制造的接触板中又遇到因存在流动损失的这种板材料而出现的缺点。

另外，最好可以如下设计本发明的方法，即，在步骤d)中的触点部的形成包括：作为触点部的一部分形成触点保险部，和/或在步骤e)中的至少两个保持部的形成包括：作为至少两个保持部的一部分产生保持保险部。这样的保险部最好可以作为触点部的或保持部的如下区域来形成，其具有很小的横截面，例如为小于5mm²、最好小于1mm²。通过这种方式，在电池堆内部的防过载保护可以通过根据本发明方法制造的接触板来提供。如果例如出现在各自电池单池电并联时必然流过接触板的过大电流，则触点保险部和/或保持保险部造成电并联断开，例如通过熔断。尤其优选地，触点部和保持部都分别具有至少一个保险部，从而可以在使用通过本发明方法所制造的接触板时尤其提供电池堆的双重且尤其是冗余的防过载保护。

根据本发明方法的一个改进方案而可以规定，所述触点保险部和/或保持保险部在板平面内和/或在无机械载荷的或至少基本无机械载荷的板体区域中产生。如上所述，所述触点保险部或保持保险部可以分别最好被设计成具有很小横截面的区域。通过在板平面内和/或最好在无机械载荷的或至少基本无机械载荷的板体区域内提供所述触点保险部和/或保持保险部，可以保证各自保险部的形成没有或至少仅轻微地影响到通过本发明方法所制造的接触板的总体机械稳定性。尤其是可以通过这种方式将保险部设计成具有很小的横截面，因为设置有触点保险部和/或保持保险部的区域完全不必在机械稳定性方面对所制造的接触板的总体稳定性产生影响。

还可以如此改进本发明方法，即，所述触点保险部和/或保持保险部通过冲切和/或切割和/或熔焊、尤其是激光切割来产生，在这里，触点保险部和保持保险部最好同时被产生。尤其是，触点保险部和/或保持保险部可以通过去除板材料来产生，在此，如已经描述地，冲切和/或切割和/或熔焊是用于完成这种去除的优选方法，另外通过同时产生触点保险部和保持保险部，可以在执行本发明方法时提高速度。

也可以如此设计本发明的方法，即，在板体上一体形成接口部，用于将接触板连接至控制装置和/或监控装置。该一体形成尤其可以在本发明意义上包括：由板体的板材料形成接口部。通过这种方式，可以做到提供控制接口和/或监控接口，用于将电池堆随后连接至这种控制装置和/或监控装置。在电池堆安装时的附加接口件可以通过这种方式得以避免或至少设计得更小。

根据本发明方法的另一个优选实施方式而还可以规定，至少为了部分执行所述步骤c)和/或d)和/或e)而重复使用成形模具，在这里，该成形模具设计用于针对15个或更少的安置区、尤其是10个或更少的安置区、最好是5至2个安置区来同时至少部分执行步骤c)和/或d)和/或e)。换言之，这样的用于规定数量的、尤其是少量的安置区的成形模具可以如下设计，即，在成形模具中产生安置空隙和/或形成触点部和/或形成保持部。尤其具有比成形模具可加工的明显更多的安置区的接触板可以因此尤其通过重复使用该成形模具来制造。尤其是，也可以通过成形模具的重复使用次数来模块化设定接触板所具有的安置区数量。可以通过这种方式很简单且很灵活地做到，特别简单地提供具有不同数量安置区的多个接触板。

根据本发明的第二方面，该任务通过一种用于将电池堆的电池单池电并联的电池堆用接触板来完成，其中，在电池堆中所述电池单池布置在上电池层和下电池层中，且该接触板在电池堆中可布置在所述上电池层和下电池层之间。本发明的接触板的特征是，该接触板通过根据本发明第一方面的方法制造。关于根据本发明第一方面的方法所明确描述的所有优点因此也可通过依照根据本发明第一方面的方法制造的根据本发明第二方面的接触板来提供。

根据本发明的第三方面，该任务通过一种电池堆来完成，它具有至少一个上电池层、下电池层和接触板，其中，在所述上电池层和下电池层中分别设有多个电池单池，并且该接触板布置在所述上电池层和下电池层之间。本发明的电池堆的特征是，该接触板根据本发明的第二方面构成。根据本发明第二方面的接触板依照根据本发明第一方面的方法来构成。关于根据本发明第二方面的接触板且尤其关于根据本发明第一方面的方法所明确描述的所有优点因此也可以通过具有根据本发明第二方面的这种接触板的根据本发明第三方面的电池堆来提供。

附图说明

本发明的其它的优点、特征和细节来自以下参照附图对本发明实施例详细描述的说明。在此，在权利要求书和说明书中提到的特征可分别单独地或在任意组合中对本发明是重要的。实施方式的说明仅在例子范围内描述本发明。显然，实施方式的各自特征只要在技术上有意义就可以相互自由组合而没有脱离本发明的范围。具有相同的功能和工作方式的零部件在附图中带有相同的附图标记，附图示意性示出：

图1示出本发明的方法，

图2示出在其制造期间的本发明的接触板，

图3示出在制造后期中的图2的本发明接触板，

图4示出如图2所示的接触板的第一细节图，

图5示出如图3所示的接触板的细节图，

图6示出本发明的接触板的另一实施方式，

图7示出如图6所示的接触板及绝缘件，

图8示出带有如图6所示的接触板的电池堆。

具体实施方式

在图1中示意性示出根据本发明的方法的步骤。各自步骤a)-e)用大写字母a-e表示。以下描述图2-8，在这里，在涉及到本发明方法的各自步骤时总是参照图1。

图2示出在其根据本发明方法的制造过程中间步骤中的本发明接触板10。由导电板材料12构成的板体11已在第一步骤a)中提供。在下一步骤b)中，已经在板体11上确定多个安置区15，在图2中只有其中一个安置区15带有附图标记以改善概览性。通过在下一步骤c)中去除板材料12(优选通过冲切和/或切割和/或熔焊、尤其是激光切割)，在每个安置区15内形成安置空隙20。另外，步骤d)和e)也已经部分与本发明方法的步骤c)同时地进行，以便尤其使触点部30和保持部40至少关于其在板平面p内的外周外形通过板材料12的去除来形成。可以清楚看到各自安置区15是相似的，在这里，尤其是例如在接触板10的所示实施方式中分别安置有一组11个安置区15。尤其是可以至少为了部分执行步骤c)和/或d)和/或e)而重复使用成形模具，在这里，用于同时至少部分执行所述步骤c)和/或d)和/或e)的成形模具形成例如11个安置区15。安置区15总数的模块式可调节性可以通过这种方式针对接触板10的相应生产序列来个性化实现。在各自安置区15之间留下连接部21，由此，可以在稍后将所制成的接触板10用在电池堆1(未同时画出)中时保证电并联。另外，在去除板材料12时形成接口部16，其随后可以设置用于连接用于可控运行电池堆1的控制装置和/或监控装置。

在下一幅图3中再次画出图2所示的接触板10，现在其处于制造后期。在执行步骤d)时，在形成触点部30时该触点部朝向接触板10的底面13的方向成形，尤其鼓凸出。针对保持部40执行类似情况，其在步骤e)中朝向接触板10的顶面14的方向成形，尤其是也鼓凸出。在图3的绘图中尤其可以清楚看到所述至少两个保持部40在安置区15内相互对置，由此可以做到将电池单池3(未同时画出)以形状配合和/或传力配合和/或摩擦配合方式保持在保持部40之间。另外，在此实施方式中也在触点部30上形成触点保险部31，以及在保持部40上形成保持保险部41。这尤其可在图4和图5中清楚看到，其中，在图4中详细示出了图2的接触板10的安置区15的细节图，在图5中详细示出了图3的接触板10的安置区15的细节图。尤其是可以清楚看到，触点保险部31和保持保险部41通过触点部30的或保持部40的如下区域构成，其具有很小的横截面。在过载情况下，可以通过这种方式使接触板10在所述部位熔断，因而所布置的电池单池3(未同时画出)的电并联被断开。还可以看到在板平面p中产生保险部31、41，由此它们尤其最好也可以在无机械载荷的或至少基本无机械载荷的板体11区域内产生。为了产生触点保险部31以及保持保险部41而去除板材料12(未同时画出)可以尤其如先前为了产生安置空隙20而去除板材料12那样优选通过冲切、切割和/或熔焊、优选是激光切割来完成。总体上，因而可以通过本发明的方法制造如下接触板10，其触点部30以及保持部40由面状板体11形成，由此可以避免添加附加的保持件或触点件。可通过这种方式简化接触板10的制造，降低制造费用和制造成本。

图6示出本发明的接触板10的另一个实施方式，其又通过如图1所示的本发明方法制成。又可以看到接触板10的顶面14。接触板10也又具有多个安置区15，在图6中详细示出了其中一个安置区15。在安置区15中又安置有触点部30和触点保险部31，其突入在安置空隙20内。在本发明的接触板10的此实施方式中，在每个安置区15中设有三个保持部40，它们通过同一个保持保险部41与接触板10的剩余部分相连。通过连接部21，各自安置区15、尤其是触点部30和保持部40又相互导电连接，以便能提供安置在其上的电池单池3(未同时画出)的电并联。本发明的接触板10的所示实施方式具有特殊特征。因此，保持部40具有比使板材料12(未同时画出)单纯从板平面p(未同时画出)鼓凸出所需的更大的面积。为了能做到这一点，可以根据本发明方法规定，在步骤c)中去除板材料12之前，在每个安置区15内完成深冲。优选地，保持部40可以至少部分在所述深冲区域内如下形成，尤其如此形成，即，板材料12的若干区域伴随在深冲时出现的流动损失而至少部分、尤其最好是完全未被用于保持部40的形成。可以通过这种方式使所制造的接触板10受到所执行的深冲的尽量小的影响。此外，所示的接触保持部40设计成具有间隔部42。间隔部42可以最好横向于板平面p(未同时画出)布置，由此在保持部40与接触板10的剩余部分之间得到规定间距。

这尤其如图7所示地允许将绝缘件50安置在接触板10上，其中，尤其可以清楚看到通过间隔部42可以使绝缘件50被保持部40包围。可以通过这种方式提供绝缘件50的很可靠保持。

现在，图8示出了本发明的电池堆1，其中装有例如如图7所示的接触板10与绝缘件50。接触板10的触点部30与之导电连接(例如焊接、最好是激光焊接)，以便将下电池层2的电池单池3电触通。上电池层的电池单池3未被同时画出，但将被安装到接触板10的保持部40上并以形状配合、传力配合和/或摩擦配合的方式由其可靠保持且同时导电触通。可以通过这种方式提供整个电池堆1的很简单的模块式结构。

附图标记

1电池堆

2下电池层

3电池单池

10接触板

11板体

12板材料

13底面

14顶面

15安置区

16接口部

20安置空隙

21连接部

30触点部

31触点保险部

40保持部

41保持保险部

42间隔部

50绝缘件

p板平面