電池系統(tǒng)以及產(chǎn)生導(dǎo)電連接的方法
【專利摘要】電池系統(tǒng)包括布置在至少一個堆疊中的多個單元(1)，其中第一電池(1.1)的電極(1.1P)以導(dǎo)電的方式通過電池連接器(2)連接到第二電池(1.2)的電極(1.2P)，所述電池系統(tǒng)包括設(shè)計(jì)為檢測電池(1)的電壓的電子單元(4)，其中第一管腳(5.1)布置在電池連接器(2)上，并且至少一個第二管腳(5.2)布置在電子單元(4)上，并且該電池系統(tǒng)包括導(dǎo)體(3)，其中通過該導(dǎo)體(3)在該第一管腳(5.1)和該第二管腳(5.2)之間形成導(dǎo)電連接，以及其中該導(dǎo)體(3)包括至少一個柔性部分(7)，其特征在于該導(dǎo)體(3)包括以導(dǎo)電的方式連接到該柔性部分(7)的第一端的第一接觸元件(6.1)，其中該第一接觸元件(6.1)以導(dǎo)電的方式連接到第一管腳(5.1)，并且該導(dǎo)體(3)包括以導(dǎo)電的方式連接到該柔性部分(7)的第二端的第二接觸元件(6.2)，其中該第二接觸元件(6.2)以導(dǎo)電的方式連接到該第二管腳(5.2)，以及還有用于在電池系統(tǒng)的電池連接器(2)和電子單元(4)之間產(chǎn)生導(dǎo)電連接的方法。
【專利說明】電池系統(tǒng)以及產(chǎn)生導(dǎo)電連接的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及包括在至少一個堆疊中布置的多個電池（cell)的電池（battery)系 統(tǒng)，其中第一電池的電極（pole)通過電池連接器以導(dǎo)電方式連接到第二電池的電極，所述 電池系統(tǒng)包括被設(shè)計(jì)為檢測電池的電壓的電子單元，其中第一管腳被布置在電池連接器 上，至少一個第二管腳布置在該電子單元上，并且包括導(dǎo)體，其中在第一管腳和第二管腳之 間通過該導(dǎo)體形成導(dǎo)電連接，并且其中該導(dǎo)體包括至少一個柔性部分。本發(fā)明還涉及在布 置在電池連接器上的第一管腳和在布置在電子單元上的第二管腳之間產(chǎn)生導(dǎo)電連接的方 法，該電池連接器連接到電池系統(tǒng)的至少兩個電池的電極。

【背景技術(shù)】
[0002] 此類型的電池系統(tǒng)最主要被用作機(jī)動車輛中的能量存儲設(shè)備，例如用于驅(qū)動電動 車和混合車。
[0003] 從DE112011101397T5 了解一般類型的電池系統(tǒng)。描述了用于布線元件的連接結(jié) 構(gòu)，其中焊接部分形成在總線條的端部上。在焊接部分中形成以管腳的形式體現(xiàn)的凸出部 分。引導(dǎo)該凸出部分穿過布線元件的穿孔部分。該布線元件通過柔性電路板形成。引導(dǎo)穿 過該穿孔部分的凸出部分和該布線元件的電路圖案彼此焊接。
[0004] 在該已知申請的情況下，期望在組裝電池系統(tǒng)時的高級別的自動化，在整個可服 務(wù)壽命期間在電池連接器和電子單元之間通過導(dǎo)體的可靠電連接不改變（as is)。為了評 估的目的通過到電子單元的此電連接指導(dǎo)電池的電壓。此外，該電子單元經(jīng)常被設(shè)計(jì)為有 目的地通過可以與每個電池并行切換的電阻器經(jīng)過放電處理降低電池的電荷狀態(tài)，其中經(jīng) 過用于此放電處理的導(dǎo)體而引導(dǎo)電流電路。電池連接器和電子單元之間的電連接之間的過 渡電阻（transition resistance)的增加將直接被包括在評估處理中作為測量誤差，因?yàn)?增加的電壓將在增加的過渡電阻處減弱。這在使用鋰離子電池時是特別不希望的，因?yàn)樵?此類型的電池的情況下，電池電壓在極大范圍的電荷容量（content)中僅稍微改變。作為 在機(jī)動車輛的操作期間發(fā)生的激勵和振動的結(jié)果，焊接連接的過渡電阻可能增加，或者該 焊連接可能分離。這是不期望的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的一個目標(biāo)是以下述方式改進(jìn)已知類型的電池系統(tǒng)：可以以高度的工藝安 全性和可靠性并且以可以實(shí)現(xiàn)對振動和激勵的良好容忍度的方式在電池連接器和電子單 元之間以自動的方式創(chuàng)建和產(chǎn)生導(dǎo)電連接。
[0006] 本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供一種方法，其中可以以自動的方式并且以對振動和激勵 的良好容忍度來實(shí)現(xiàn)在電池系統(tǒng)的電池連接器和電子單元之間的導(dǎo)電連接。
[0007] 通過包括布置在至少一個堆疊中的多個電池的電池系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，其中第一電 池的電極以導(dǎo)電的方式通過電池連接器連接到第二電池的電極，所述電池系統(tǒng)包括設(shè)計(jì)為 檢測電池的電壓的電子單元，其中第一管腳布置在電池連接器上，并且至少一個第二管腳 布置在電子單元上，并且該電池系統(tǒng)包括導(dǎo)體，其中通過該導(dǎo)體在該第一管腳和該第二管 腳之間形成導(dǎo)電連接，以及其中該導(dǎo)體包括至少一個柔性部分，其中該導(dǎo)體包括以導(dǎo)電的 方式連接到該柔性部分的第一端的第一接觸元件，其中該第一接觸元件以導(dǎo)電的方式連接 到第一管腳，并且該導(dǎo)體包括以導(dǎo)電的方式連接到該柔性部分的第二端的第二接觸元件， 其中該第二接觸元件以導(dǎo)電的方式連接到該第二管腳。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明，第一管腳固定地連接到電池連接器。優(yōu)選第一管腳以按入配合或者 焊接的方式連接到電池連接器。從而，實(shí)現(xiàn)永久固定的確實(shí)鎖定（positive-lock)或接合 連接。第二管腳例如通過按入配合或者通過焊接連接固定地連接到電子單元。先前技術(shù)中 已知用于產(chǎn)生對于電子單元的焊接連接的多種方法，這些方法也適合于發(fā)生在機(jī)動車輛中 的負(fù)載。例如，在回流焊接工藝期間，第二管腳可以緊固到電子單元。但是，此類型的焊接 方法不適合于用在電池系統(tǒng)中，因?yàn)殡姵卦诤附尤蹱t中的高溫期間將被嚴(yán)重?fù)p壞。
[0009] 在每端具有接觸元件的導(dǎo)體的柔性部分防止對第一管腳和第二管腳的彎曲應(yīng)力， 由此，對于振動負(fù)載的連接容忍性進(jìn)一步改善。
[0010] 在從屬權(quán)利要求、【具體實(shí)施方式】和附圖中公開了本發(fā)明的進(jìn)一步進(jìn)展。
[0011] 優(yōu)選第一接觸元件包括設(shè)計(jì)為包圍該第一管腳的至少一部分的第一套筒。該第二 接觸元件包括設(shè)計(jì)為包圍該第二管腳的至少一部分的第二套筒。該第一套筒焊接到該第 一管腳，該第二套筒焊接到該第二管腳。以此方式在第一/第二接觸元件和第一/第二套 筒之間形成的連接可以以簡單自動的方式產(chǎn)生，并且特征是良好的耐用度。作為對于焊接 連接的替換，能夠選擇任意的連接技術(shù)，通過該技術(shù)，可以以自動的方式產(chǎn)生永久導(dǎo)電的連 接。例如，在第一/第二管腳和第一/第二套筒之間的連接可以通過機(jī)械連接而體現(xiàn)，所述 機(jī)械連接特別優(yōu)選是壓接。在此情況下，第一 /第二套筒形成對應(yīng)的卷曲形狀。作為對此 的替換或者還除此之外，還能夠通過良好導(dǎo)電的粘合劑將第一 /第二管腳粘附到第一 /第 二套筒。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例，該第一接觸元件通過壓接連接到該柔性部分的第一 端。該第二接觸元件同樣通過壓接連接到該柔性部分的第二端。同樣通過可以容易地自動 化的安全可靠的生產(chǎn)工藝來特征化壓接。第一接觸元件以及還有第二接觸元件優(yōu)選體現(xiàn)為 一體的，例如作為壓制成形的部分。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，該第一套筒和/或第二套筒具有至少部分的圓錐形。 套筒的至少部分的圓錐形簡化了實(shí)現(xiàn)套筒和第一/第二管腳之間的接合的方式。這簡化了 使連接的產(chǎn)生自動化的工藝。
[0014] 通過用于通過導(dǎo)體產(chǎn)生在布置在電池連接器上的第一管腳和布置在電子單元上 的第二管腳之間的導(dǎo)電連接的方法進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，該電池連接器連接到電池系統(tǒng)的至 少兩個電池的電極，該導(dǎo)體包括柔性部分以及第一接觸元件和第二接觸元件，所述方法包 括步驟：將第一接觸元件的第一套筒推到第一管腳上，將第一套筒焊接到該第一管腳，將第 二接觸元件的第二套筒推到第二管腳上，將第二套筒焊接到第二管腳。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 以下參考附圖通過例子描述本發(fā)明。
[0016] 圖1例示電池系統(tǒng)的示意圖。
[0017] 圖2例示電池系統(tǒng)的詳細(xì)圖。
[0018] 圖3例示導(dǎo)體的第一實(shí)施例。
[0019] 圖4例示導(dǎo)體的第二實(shí)施例。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 圖1例示電池系統(tǒng)的示意圖。多個電池1 一個挨著一個地布置在一行中，并且所 述電池通過電池連接器2以導(dǎo)電的方式相互連接。為此目的，電池連接器2以導(dǎo)電的方式 例如通過螺釘連接或者焊接（weld)連接而連接到第一電池1. 1的電極1. 1P以及第二電池 1. 2的電極1. 2P。每個電池連接器2以導(dǎo)電的方式通過導(dǎo)體3連接到電子單元4的傳輸線 4. 1。傳輸線4. 1例如可以體現(xiàn)為例如控制板上的導(dǎo)體軌道。以此方式在電池連接器2處 引出（tap)的電壓電勢通過傳輸線4.1傳輸?shù)诫娮訂卧?的信號處理單元4. 2。信號處理 單元4. 2被設(shè)計(jì)為檢測和評估在不同的電池連接器2處引出的電壓電勢。
[0021] 圖2例示電池系統(tǒng)的詳細(xì)圖，其中為了清楚沒有例示電池1。以導(dǎo)電的方式連接到 電池連接器2的第一管腳5. 1被布置在電池連接器2上。第一管腳5. 1優(yōu)選被壓到電池連 接器中。作為對其的替換，第一管腳5. 1可以體現(xiàn)為與電池連接器2-體，例如作為電池連 接器2的向上彎曲的凸起，或者第一管腳5. 1可以焊接到電池連接器2。以導(dǎo)電的方式連 接到傳輸線4. 1的第二管腳5. 2被布置在電子單元4上。第二管腳5. 2優(yōu)選被焊接到電子 單元4的接觸表面，或者被壓到電子單元4中的接收孔中。導(dǎo)體3包括第一接觸元件6. 1、 第二接觸元件6. 2和柔性部分7。第一接觸元件6. 1以導(dǎo)電的方式連接到第一管腳5. 1，第 二接觸元件6. 2以導(dǎo)電的方式連接到第二管腳5. 2。優(yōu)選通過焊接進(jìn)行此連接。柔性部分 7以導(dǎo)電的方式、優(yōu)選通過壓接（crimp connection)連接到第一接觸元件6. 1和第二接觸 元件6. 2。為此目的，壓接部分形成在第一接觸元件6. 1上和第二接觸元件6. 2上。
[0022] 圖3例示導(dǎo)體3的第一實(shí)施例。第一接觸元件6. 1包括第一套筒（sleeve) 8. 1。 第一套筒8. 1具有在整個套筒上的圓錐形，這促進(jìn)到第一管腳5. 1上的安裝處理。第二接 觸元件包括第二套筒8.2,其同樣具有圓錐形。圖4例示導(dǎo)體3的第二實(shí)施例。在此實(shí)施例 中，第一套筒8. 1和第二套筒8. 2僅僅部分具有圓錐形。第一套筒和第二套筒的圓錐形部 分促進(jìn)到第一管腳5. 1和第二管腳5. 2上的安裝處理，而具有恒定橫截面的部分提供了第 一管腳5. 1和第二管腳5. 2上的良好支撐。這改進(jìn)了焊接連接的質(zhì)量。
[0023] 參考標(biāo)記列表
[0024] 1 電池
[0025] 1. 1 第一電池
[0026] 1. 2 第二電池
[0027] 1. 1P 第一電池的電極
[0028] 1.2P 第二電池的電極
[0029] 2 電池連接器
[0030] 3 導(dǎo)體
[0031] 4 電子單元
[0032] 4. 1 傳輸線
[0033] 4.2 信號處理單元
[0034] 5. 1 第一管腳
[0035] 5. 2 第二管腳
[0036] 6. 1 第一接觸元件
[0037] 6. 2 第二接觸元件
[0038] 7 柔性部分
[0039] 8. 1 第一套筒
[0040] 8. 2 第二套筒
【權(quán)利要求】
1. 一種電池系統(tǒng)，包括布置在至少一個堆疊中的多個單元（1)，其中第一電池（1. 1)的 電極（1. 1P)以導(dǎo)電的方式通過電池連接器⑵連接到第二電池（1. 2)的電極（1. 2P)，所述 電池系統(tǒng)包括設(shè)計(jì)為檢測電池（1)的電壓的電子單元（4)，其中第一管腳（5. 1)布置在電池 連接器（2)上，并且至少一個第二管腳（5. 2)布置在電子單元（4)上，并且該電池系統(tǒng)包括 導(dǎo)體（3)，其中通過該導(dǎo)體（3)在該第一管腳（5. 1)和該第二管腳（5.2)之間形成導(dǎo)電連 接，以及其中該導(dǎo)體（3)包括至少一個柔性部分（7)，其特征在于該導(dǎo)體（3)包括以導(dǎo)電的 方式連接到該柔性部分（7)的第一端的第一接觸元件￠. 1)，其中該第一接觸元件（6. 1)以 導(dǎo)電的方式連接到第一管腳（5. 1)，并且該導(dǎo)體（3)包括以導(dǎo)電的方式連接到該柔性部分 (7)的第二端的第二接觸元件（6. 2)，其中該第二接觸元件（6. 2)以導(dǎo)電的方式連接到該第 二管腳（5. 2)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的電池系統(tǒng)， 其特征在于，第一接觸元件（6. 1)包括設(shè)計(jì)為包圍該第一管腳（5. 1)的至少一部分的 第一套筒（8. 1)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的電池系統(tǒng)， 其特征在于，該第一套筒（8. 1)焊接到該第一管腳（5. 1)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的電池系統(tǒng)， 其特征在于，該第一接觸元件（6. 1)通過壓接連接到該柔性部分（7)的第一端。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的電池系統(tǒng)， 其特征在于，該第二接觸元件（6.2)包括設(shè)計(jì)為包圍該第二管腳（5.2)的至少一部分 的第二套筒（8. 2)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的電池系統(tǒng)， 其特征在于，該第二套筒（8. 2)焊接到該第二管腳（5. 2)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的電池系統(tǒng)， 其特征在于，該第二接觸元件（6.2)通過壓接連接到該柔性部分（7)的第二端。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的電池系統(tǒng)， 其特征在于，該第一套筒（8. 1)和/或第二套筒（8. 2)具有至少部分的圓錐形。
9. 一種通過導(dǎo)體（3)產(chǎn)生在布置在電池連接器（2)上的第一管腳（5. 1)和布置在電子 單元（4)上的第二管腳（5.2)之間的導(dǎo)電連接的方法，該電池連接器（2)連接到電池系統(tǒng) 的至少兩個電池（1，1. 1，1. 2)的電極（1. 1P，1. 2P)，該導(dǎo)體（3)包括柔性部分（7)以及第一 接觸元件（6. 1)和第二接觸元件（6. 2)，所述方法包括步驟： -將第一接觸元件（6. 1)的第一套筒（8. 1)推到第一管腳（5. 1)上， -將第一套筒（8. 1)焊接到該第一管腳（5. 1)， 將第二接觸元件（6. 2)的第二套筒（8. 2)推到第二管腳（5. 2)上， -將第二套筒（8. 2)焊接到第二管腳（5. 2)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的用于產(chǎn)生導(dǎo)電連接的方法，包括步驟： -使所述導(dǎo)體（3)從第一管腳（5. 1)行進(jìn)到第二管腳（5. 2)或者使所述導(dǎo)體（3)從第 二管腳（5. 2)行進(jìn)到第一管腳（5. 1)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9的用于產(chǎn)生導(dǎo)電連接的方法，包括步驟： -在第一接觸元件（6. 1)和柔性部分（7)的第一端之間產(chǎn)生壓接。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9的用于產(chǎn)生導(dǎo)電連接的方法，包括步驟： -在第二接觸元件（6.2)和柔性部分（7)的第二端之間產(chǎn)生壓接。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9的用于產(chǎn)生導(dǎo)電連接的方法，包括步驟： -將該柔性部分（7)截到一長度。
【文檔編號】H01M10/48GK104124420SQ201410177075
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月29日
【發(fā)明者】T.克羅普施 申請人:麥格納斯太爾電池系統(tǒng)兩合公司