用于制造车辆电池模块用的电池单体接触导通系统的方法、电池单体接触导通系统以及电池模块与流程

本发明涉及一种用于制造车辆电池模块用的电池单体接触导通系统的方法。在此，制造多个连接元件，用于将所述电池模块的相邻的电池单体分别电连接。在此，各连接元件这样制造，使得它们具有刚度减小的区域。此外，提供了一种用于保持连接元件的保持装置。本发明还涉及一种电池单体接触导通系统以及一种电池模块。

背景技术：

用于车辆的电存储器或电池模块通过多个电池单体的相互连接来提供。尤其是在锂离子存储器的情况下，为此所需的装置通常被称为电池单体接触导通系统。这种电池单体接触导通系统包括多个连接元件，这些连接元件用于将电池单体相互电连接。由现有技术已知一些连接元件，这些连接元件设有减小刚度的折弯部。此外，所述电池单体接触导通系统通常包括相应的外部连接元件或向外指向的连接元件，用于与电池单体复合体的外部接触导通部连接。此外，通常设置有保持装置或装配框架，以用于将连接元件简单地定位并且装配在电池单体复合体上。此外，在所述保持装置上可以设置传感器以及具有通向逻辑电缆束的接口的信号线。必要时，所述布置结构通过电子电路来补充，该电子电路包括监控电池单体电压和温度以及处理具有协议的信号。根据现有技术，电池单体接触导通系统的零件被预制并且在最终装配过程中被接合。

在这样的电池单体接触导通系统中使用的多种技术中，制造的高复杂性与高成本相关联。

对此决定性的尤其是在具有减小刚度的折弯部的、电池单体之间的连接元件的预制。这些连接元件可以在电池单体接触导通系统内具有不同的结构并且同样在用于不同电池单体复合体的电池单体接触导通系统中不同。例如，所述连接元件可以由条状的基体或预制材料在多阶段的过程中冲压、折弯、分开并且随后顺序地供应给装配框架中的装配。由于减小刚度的折弯部不可能的是，将属于电池单体接触导通系统的连接元件以复合体预冲压并且在装配到装配框架中时才分开。所述装配框架尤其是具有如下功能，即将连接元件、外部触点和其它元件的位置彼此固定直至装配到电池单体复合体上。在将电池单体接触导通系统安装到电池单体复合体上之后，取消了所述功能，然而所述装配框架在应用中保持不变。

此外，由现有技术已知另外的电池单体连接器，其包括带有刚度减小的区域。例如，ep2080232b1描述了一种面状的电池单体连接器，其用于电触点接通至少两个面状的电源。在电池单体连接器中，连接横截面被划分成片状结构，所述片状结构例如可以具有s形切口。由此例如可以减小弯曲刚度。

技术实现要素：

本发明的任务是，提供一种如何能够以较少的耗费并且成本有利地制造开头所述类型的电池单体接触导通系统的解决方案。

根据本发明，所述任务通过具有根据独立权利要求的特征的方法、电池单体接触导通系统以及电池模块来解决。本发明的有利的进一步改进方案是从属权利要求的主题。

根据本发明的方法用于制造车辆电池模块用的电池单体接触导通系统。在此，制造多个连接元件，用于将所述电池模块的相邻的电池单体分别电连接。在此，各连接元件这样制造，使得它们包括刚度减小的区域。此外，提供了一种用于保持连接元件的保持装置。在此规定，通过电绝缘的载体元件提供所述保持装置，首先提供至少一个基体并且将所述至少一个基体与所述载体元件连接，并且随后由所述至少一个基体制造所述连接元件。

借助该方法要提供用于电池模块的电池单体接触导通系统。因此，所述电池单体接触导通系统用于将多个电池单体相互电连接成电池模块。此外可以规定，再将多个这样的电池模块连接成车辆的电池或者说高压电池。所述电池模块或这样的电池用于为所述至少部分地用电能驱动的车辆的电驱动马达提供电能。所述电池单体接触导通系统包括多个连接元件。这些连接元件用于将电池单体相互电连接。例如，连接元件可以被用于将各个电池单体电串联连接。连接元件可以由能导电的材料、例如金属制成。尤其是，连接元件可以由铝、铜或对应的合金制成。电池单体接触导通系统的保持装置用于将所述连接元件保持在预定的位置上。因此，连接元件可以与电池单体连接，使得能够实现电池单体的所希望的电布线。

根据本发明的一个重要方面规定，所述保持装置通过电绝缘的载体元件提供。换句话说，该保持装置因此具有电绝缘的载体元件。所述载体元件尤其是可以条状地或者带状地构造。载体元件由非导电材料、例如由形状稳定的塑料或纤维复合材料制成。因此，这种保持装置或载体元件可以成本有利地被提供并且还提供好的可回收性的优点。在这些载体元件上安置有至少一个基体。也可以规定，将多个基体安置在所述载体元件上。也可被称为预制材料的所述基体可以单层地或者多层地构造。然后，由所述至少一个基体制造所述连接元件。基体也可以条状地构造并且与电绝缘的载体元件连接。基体可以是板材或板形带。基体可以被卷起地提供到卷筒上。在将所述至少一个基体与载体元件连接之后，由所述至少一个基体制造各个连接元件。为了由所述至少一个基体制造各个连接元件，可以使用相应的分离方法，例如冲压。如果连接元件通过冲压基体来制造，则得到的优点是各个连接元件可以同时被制造。也可以规定，所述连接元件通过切削或激光切割来制造。在此，可以将至少一个基体的对于制造连接元件不需要的那些部件去除。所述连接元件的制造和载体元件与基体的连接在此这样进行，使得在制造连接元件之后相应的连接元件保持在载体元件上。由此，连接元件以及因此电池单体接触导通系统可以在短的持续时间内并且以低的成本来制造。

优选地，为了提供各个连接元件的刚度减小的区域，在所述至少一个基体中引入多个留空部。因此规定，通过一个面状地引入的、例如冲压进去的结构来提供连接元件的刚度减小，所述结构代替了由现有技术中已知的折弯部。在制造各个连接元件时，在这些连接元件中也引入留空部。例如，可以将相应的贯通开口引入到所述材料中。所述结构可以如在金属板网(streckmetall)中那样由错开的缝隙构成。所述留空部尤其是可以具有长形的缝隙的形状。也可以规定，留空部具有至少两个围成钝角的区域。这些留空部也可以波浪形地构造。也可以规定，留空部弓形地、s形地或类似形状地构造。原则上，留空部可以彼此平行地设置。通过将多个留空部引入到基体或连接元件中，能以简单的方式制造机械刚度减小的区域。刚度减小的区域可以具有比连接元件的其余区域更小的机械刚度、尤其是更小的弯曲刚度。通过刚度减小的区域，可以在连接元件与电池单体连接之后补偿由于温差或类似原因引起的机械力或应力。此外，通过这些留空部可以放弃连接元件的折弯部，由此可以明显减少制造步骤并且因此可以节省成本。

在一种实施方式中，将留空部这样引入到所述至少一个基体中，使得留空部基本上沿在相邻的电池单体之间的电流的预定的电流流动方向延伸。各个连接元件可以具有两个接触导通区域。在此，第一接触导通区域可以与第一电池单体的端子或极电连接。第二接触导通区域可以与相邻的第二电池单体的端子或极连接。刚度减小的区域可以位于所述两个接触导通区域之间。在此得出基本上从第一接触导通区域向第二接触导通区域的电流流动的方向。各个留空部可以构造成长形的缝隙，其基本上沿电流流动方向延伸。在此，各个留空部也可以具有相对于电流流动方向的预定角度。在各个留空部之间保留有接片，通过该接片实现电流流动。通过这种设计方案，一方面可以实现减小的机械刚度并且另一方面可以保证在相邻的电池单体之间的电流流动。

此外有利的是，所述至少一个基体这样结构化，使得各个连接元件彼此电隔离。各个连接元件可以从基体中分离出来，该基体例如可以作为条状金属层或作为板材来提供。在此，这样制造连接元件，使得这些连接元件在制造之后彼此电隔离并且彼此间隔开。在此，这样进行基体的结构化，使得各个连接元件在之前限定的位置上从基体中分离出来。因此，这些连接元件处于所期望的位置上，以便在与电池单体接触时建立电池单体之间的所期望的电连接。

此外，在另一种实施方案中，由所述至少一个基体制造用于提供与电池模块的外部触点电连接的外部连接元件。例如，电池单体连接系统可以具有两个外部连接元件。这些外部连接元件能够与电池模块的外部触点或者电池模块的极电连接。由此，各个外部连接元件可以分别与所述电池单体之一的端子连接。因此，在所述至少一个基体结构化时，一方面将连接元件并且另一方面将外部连接元件共同制造，使得所有这些触点被彼此限定在其之后的装配位置中。然后，外部触点可以与外部接触元件相应地接合并且必要时也与载体元件机械连接。为此，例如可以使用螺纹连接、粘接连接、焊接连接、夹紧连接或类似方式连接。这简化了在制造电池单体接触导通系统时的花费并且附加地降低了成本。

在另一种实施方式中，可以省去连接元件与电池模块的外部触点的电连接和/或机械连接。各个电池单体复合体或电池模块然后可以直接通过外部连接元件相互电连接。要彼此电连接的电池模块的外部连接元件之间的电接触可以通过夹紧、焊接等方式建立。因此，可以省去额外的构件并且因此节省了结构空间。

在另一种实施方式中，为了将所述至少一个基体与载体元件连接，使用粘合剂。因此，可以使用相应的粘接方法，以便将所述至少一个基体与载体元件连接。此外可以规定，所述载体元件至少局部地熔化。因此，各个载体元件可以至少局部地熔化并且随后与所述至少一个基体连接。在各个载体元件硬化或加固之后，然后在基体与载体元件之间产生机械连接。也可以规定，各个载体元件借助挤出方法来提供。在此，可以将用于制造载体元件的材料在液态下施加到所述至少一个基体上并且随后将其硬化。此外可以规定，所述载体元件通过层压制成。在此，可以提供在所述至少一个基体与载体元件之间的机械连接。如已经阐述的那样，载体元件可以条状地或带状地构造。基体也可以条状地构造。在此，载体元件尤其是可以被安置在基体的上边缘与下边缘中。原则上，也可以将多个基体与多个载体元件连接。这总体上能够实现简单且成本有利的制造。

优选地，这样制造所述连接元件，使得连接元件在第一行和第二行中彼此相叠地设置并且相邻的电池单体能交替地在第一行和第二行中相互连接。在第一行中，连接元件可以沿电池单体连接系统的纵向方向间隔开并排地设置。第二行可以关于电池单体连接系统的横向方向与第一行相邻，在第二行中连接元件也间隔开并且并排地设置。在此，在第一行中的连接元件可以与在第二行中的连接元件错开地设置。各个电池单体可以沿电池单体连接系统的横向方向彼此平行地设置。在第一行中则可以利用第一连接元件将第一电池单体的端子与第二电池单体的端子连接。在第二行中，第二电池单体的另一个端子或极则可以与第三电池单体的端子连接。该顺序可以相应地继续。因此产生交替的连接。此外，在第二行中则可以设置有外部连接元件。由此可以总体上实现所述电池单体的彼此紧凑的布置结构。

在另一种实施方式中，这样提供载体元件，使得第一载体元件与第一行中的连接元件的相应的上侧连接，第二载体元件与第一行中的连接元件的相应的下侧连接并且与第二行中的连接元件的相应的上侧连接，并且第三连接元件与第二行中的连接元件的相应的下侧连接。在之前所述的布置结构中(其中所述连接元件设置成两个并排设置的行)，作为载体元件可以设置有第一载体元件、第二载体元件和第三载体元件。在此，在第一载体元件上保持来自第一行的连接元件的相应的上侧。来自第二行的连接元件的相应的下侧保持在第三载体元件上。第一行的各个连接元件的下侧以及第二行中的各个连接元件的上侧都固定在第二或中间的载体元件上。通过这种设计方案可以保证，连接元件可以保持在所期望的位置上并且由此可与电池单体连接。

在预制的电池单体接触导通系统上可以装配电池模块的另外的元件，例如传感装置、监控装置、通信装置或类似物。同样可行的是，在装配外部触点之前进行所述装配或者在将预制的电池单体接触导通系统装配到电池单体复合体上之后才进行所述装配。

根据本发明的用于车辆电池模块的电池单体接触导通系统包括多个连接元件，其用于将电池模块的相邻电池单体分别电连接，其中，各个连接元件包括刚度减小的区域。此外，电池单体接触导通系统包括用于保持连接元件的保持装置。在此，保持装置包括电绝缘的载体元件，并且连接元件由至少一个与载体元件连接的基体制成。

根据本发明的用于车辆的电池模块包括根据本发明的电池单体接触导通系统以及多个电池单体，所述电池单体与所述电池单体接触导通系统的连接元件相互电连接。所述电池模块也可被称为电池单体复合体。

根据本发明的车辆包括根据本发明的电池模块。该车辆还可包括连接成电池的多个电池模块。所述电池也可被称为高压电池或牵引电池。该车辆可以是电动车辆或混合动力车辆。此外，该车辆优选可以构造成轿车。

关于根据本发明的方法所介绍的优选的实施方式和其优点相应地适用于根据本发明的电池单体接触导通系统、根据本发明的电池模块以及根据本发明的车辆。

本发明的其它特征由权利要求书、附图以及对附图的说明得出。在上文中在说明中提到的特征和特征组合以及在下文中在附图说明中提到的和/或仅在附图中仅示出的特征和特征组合不仅能以分别给出的组合、而且也能够以其它的组合或者独自地应用。

附图说明

现在借助一种优选的实施例以及参考附图更详细地解释本发明。

在附图中：

图1以示意图示出根据现有技术的具有电池单体接触导通系统的电池模块；

图2以示意图示出根据一种实施方式的电池单体接触导通系统，其中，该电池单体接触导通系统具有多个连接元件以及载体元件；

图3示出根据另一种实施方式的连接元件；以及

图4示出根据另一种实施方式的连接元件。

具体实施方式

在附图中，相同的或功能相同的元件设有相同的附图标记。

图1以示意图示出用于车辆的电池模块1。该电池模块1可以是车辆的如下电池的一部分，所述电池可以给车辆的驱动马达提供电能。电池模块1包括多个电池单体2，在当前情况中示出其中的两个电池单体2。此外，电池模块1包括电池单体接触导通系统3。电池单体接触导通系统3又包括多个连接元件4。如下面详细解释的那样，连接元件4用于电连接各个电池单体2。

各个连接元件4由能导电的材料、例如金属制成。各个连接元件4包括刚度减小的区域5。根据现有技术，所述刚度减小的区域由连接元件4的一个对应的折弯部提供。在此，连接元件4设置在第一行6和第二行7中。在此，连接元件4在第一行6中和在第二行7中沿电池单体接触导通系统3的纵向方向x并排地并且彼此间隔开地设置。在第一行6中，可以利用左侧上的第一连接元件4将相邻的电池单体2的相应的端子8相互电连接。然后，利用连接元件4在第二行7中可以将第二电池单体2与未示出的第三电池单体2连接。因此，总体上可以借助连接元件4将各个电池单体2电串联连接。此外，电池单体接触导通系统3包括外部连接元件9，这些外部连接元件可以与电池模块1的外部触点连接。

此外，电池单体接触导通系统3包括保持装置10，该保持装置用于保持各个连接元件4和外部连接元件9。在本实施例中，保持装置10构造成装配框架。在制造电池单体接触导通系统3时，在多阶段的过程中冲压、折弯和分开由基体或预制材料制成的各个连接元件4。紧接着可以将所制造的连接元件4固定在保持装置10或者说装配框架上。由此，需要多个制造或装配步骤。

图2示出根据第一种实施方式的电池单体接触导通系统3。该电池单体接触导通系统3也具有多个连接元件4，这些连接元件类似于根据图1的电池单体接触导通系统3设置在第一行6和第二行7中。该电池单体接触导通系统3也包括外部连接元件9。在当前情况中，保持装置10由多个载体元件11a、11b和11c构成。这些载体元件11a、11b、11c由非导电材料、例如塑料或纤维复合材料构成。

为了制造连接元件4，提供基体或者说预制材料。该基体可以是条状的或者构造成长形的板材。为了制造设置到两排6、7中的连接元件4，可以使用两个基体。在此，用于制造第一行6中的连接元件4的第一基体可以与第一载体元件11a和第二载体元件11b连接。为了制造第二行7中的连接元件4，基体可以与第二载体元件11b和第三载体元件11c连接。作为用于在所述基材与所述载体元件11a、11b、11c之间连接的连接方法，可以使用粘合或者熔融的过程。也可以规定，挤压或层压用于制造载体元件11a、11b、11c的材料。

为了制造相应的连接元件4，可以使用分离方法，例如冲压、铣削或激光切割。在此，将各个连接元件4从基体中分离出来，使得连接元件4保持在预先确定的位置上。此外，这样制造连接元件4，使得第一行6中的连接元件4的相应的上侧12保持与第一载体元件11a连接并且第一行6中的连接元件4的相应的下侧13保持与第二载体元件11b连接。此外，第二行7中的连接元件4的上侧12保持与第二载体元件11b连接，并且第二行7中的连接元件4的下侧13保持与第三载体元件11c连接。在此，第二载体元件11b与第一载体元件11a和第三载体元件11c相比关于电池单体接触导通系统3的横向方向y具有更大的宽度，以便确保连接元件4到两行6、7中的连接。

以相同的方式，外部连接元件9在制造连接元件4时也从基体中分离出来。在此，连接元件4具有刚度减小的区域5由相应的留空部14构成。在此，这些留空部14构造成长形的缝隙。这些留空部14彼此平行地延伸。这些留空部也在制造连接元件4和外部连接元件9时被制造。

如之前结合图1所描述的那样，电池单体2可以借助连接元件4相互连接。通过所述制造方法取消了顺序地提供用于电池单体接触导通系统3的各个连接元件4以及预装配连接元件4。此外，对于减小连接元件4的刚度而言通过将折弯部替换成平面结构能够实现连接元件4的尺寸中性的分离。此外，取消了在冲压情况下用于缩入的预留量。此外，减少了材料使用。对于减小刚度而言通过用平面结构代替折弯部，可以减小电池单体接触导通系统3的结构高度。因此，增大了可用于能量存储的结构空间。

图4示出根据另一种实施方式的连接元件。在此，所述留空部14具有两个区域，这两个区域相对于彼此围成钝角。在示出根据另一种实施方式的连接元件4的根据图4的示例中，所述留空部14具有多个波浪形延伸的区域。在留空部14之间剩下的接片15基本上沿电流流动方向16延伸。在此，电流流动方向16描述在相邻的电池单体2之间的电流流动的方向。在适当地确定留空部14的尺寸以减小刚度的情况下，剩下的导流的接片15在故障情况下用作保险装置并且能够实现选择性地隔开在短路的电池单体2的周围环境中的电流路径。因此，可以提高在损坏情况下的人员安全性。

附图标记列表

1电池模块

2电池单体

3电池单体接触导通系统

4连接元件

5区域

6第一行

7第二行

9外部连接元件

10保持装置

11a、11b、11c载体元件

12上侧

13下侧

14留空部

15接片

16电流流动方向

x纵向方向

y横向方向