用于電池模塊的電的單池連接件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明基于用于電池模塊的電的單池連接件。
【背景技術(shù)】
[0002]【背景技術(shù)】中公開了將電池模塊的至少兩個(gè)電池單池導(dǎo)電連接的單池連接件。在此使用例如薄的、分層的、波浪形成形的板片。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]所述公開的【背景技術(shù)】的缺點(diǎn)在于，為了制造和安裝單池連接件需要不同的制造步驟。這樣，所述電的單池連接件就由一個(gè)塊件制成或由多種導(dǎo)電材料接合而成，其中為了電的和機(jī)械的連接例如在所述單池連接件中沖壓具有高測(cè)量精度的凹槽。為了補(bǔ)償所述電池單池的公差和所述單池的自身運(yùn)動(dòng)，所述電的單池連接件額外地在至少一個(gè)位置處彎曲。緊接著所述電的單池連接件與所述電池單池焊接、粘接或卡接。
[0004]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
與之相應(yīng)，按照本發(fā)明的帶有獨(dú)立權(quán)利要求的標(biāo)志性特征的過程方法具有的優(yōu)點(diǎn)是，為了在至少兩個(gè)電池單池之間建立導(dǎo)電的連接，單池連接件包括至少一個(gè)鍵合引線和/或鍵合帶。
[0005]本發(fā)明的另外的有利的實(shí)施方式是從屬權(quán)利要求的主題。
[0006]為了降低功率損耗有利地使用鋁或鋁硅或銅或金作為用于所述鍵合引線和/或所述鍵合帶的材料。
[0007]有利地，根據(jù)特定的能量密度例如200Wh/kg和有關(guān)的電池模塊的電池單池的數(shù)量，所述鍵合引線具有在200 μ m和600 μ m之間的直徑，使得保證通過所述鍵合引線的最大的電流量如20A，而不會(huì)使所述鍵合引線例如由于熱效應(yīng)而受到損壞。
[0008]有利地，根據(jù)特定的能量密度例如240Wh/kg和有關(guān)的電池模塊的電池單池的數(shù)量，所述鍵合引線具有寬度在150 μ m到5000 μ m之間的和高度在100 μ m到500 μ m之間的矩形橫截面，使得保證通過所述鍵合帶的最大的電流量如80A，而不會(huì)使所述鍵合帶例如由于熱效應(yīng)而受到損壞。
[0009]有利地，在使用鍵合帶時(shí)對(duì)接觸面的損壞、例如由于所述鍵合引線的過分彎曲導(dǎo)致的接觸面的斷裂部位較少。由此使得將同一距離利用相比于鍵合引線更短的鍵合帶來橋接成為可能。
[0010]有利地，就包括作為單池連接件的一個(gè)以上鍵合引線和/或一個(gè)以上鍵合帶的導(dǎo)電連接而言，所述鍵合引線和/或所述鍵合帶的接觸面并列地布置在所述電池單池的單池觸點(diǎn)上和/或重疊地布置在所述電池單池的單池觸點(diǎn)上。
[0011]為了在所述鍵合引線和/或鍵合帶和所述電池單池的單池觸點(diǎn)之間建立導(dǎo)電連接，使用了各種方法變型，如熱壓鍵合(TC-Bonden)、熱超聲球楔鍵合(TS-Bonden)和/或超聲楔楔鍵合(US-Bonden) ο
[0012]這些方法例如是根據(jù)所述鍵合引線或所述鍵合帶所使用的材料來選擇的。因此所述熱壓鍵合（TC-Bonden)很少用于引線鍵合，因?yàn)樗鲇糜谶B接所需要的高的力和高的溫度會(huì)導(dǎo)致對(duì)所述連接元件的損壞，而所述方法卻適用于帶鍵合。如果用金或銅作為用于所述鍵合引線或鍵合帶的材料，則適合用所述熱超聲球楔鍵合（TS-Bonden)。而如果用鋁或鋁硅作為用于所述鍵合引線或鍵合帶的材料，則有利地適合用所述超聲楔楔鍵合(US_Bonden)〇
[0013]有利地，所述鍵合引線和/或鍵合帶作為單池連接件所具有的機(jī)械靈活性使得電池單池的新的幾何形式和/或新的結(jié)構(gòu)布置成為可能。有利地可以通過運(yùn)用帶有較低的鍵合機(jī)器的改造成本的鍵合引線和/或鍵合帶來實(shí)施新的幾何形式。
[0014]有利地，每個(gè)單獨(dú)的單池連接件由于降低了的材料需求而節(jié)約了重量，由此使得例如車輛的行駛距離增大。
[0015]有利地，在使用鍵合引線和/或鍵合帶和使用按照現(xiàn)有技術(shù)的單池連接件之間比較，以相對(duì)較低的成本維修單池觸點(diǎn)之間的有缺陷的電連接是可能的。為了維修有缺陷的電連接，使至少一個(gè)新的鍵合引線和/或新的鍵合帶利用鍵合與所述單池觸點(diǎn)電接觸，其中由于所述鍵合引線和/或鍵合帶的較小的橫截面所述單池觸點(diǎn)上有利地存在充分的接觸面。
[0016]有利地，通過多余的鍵合引線和/或鍵合帶的接觸，例如通過在兩個(gè)單池觸點(diǎn)之間的對(duì)于保證足夠高的電流來說不必需的至少另一個(gè)鍵合帶來降低依賴于相應(yīng)的電池模塊的失效概率。
[0017]有利地，通過鍵合引線和/或鍵合帶作為單池連接件來實(shí)現(xiàn)電池單池的接觸需要更少的制造步驟，由此用于電池模塊的制造過程需要更少的技術(shù)成本并且實(shí)現(xiàn)了更高的自動(dòng)化程度。
[0018]有利地，所述電池模塊被用于鋰離子電池。
【附圖說明】
[0019]本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中展示并且在接下來的說明書中詳細(xì)闡述。
[0020]示出：
圖1是按照現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施方式，和圖2是按照本發(fā)明所述的裝置的實(shí)施方式。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]相同的附圖標(biāo)記在所有附圖中都表示相同的裝置組件。
[0022]圖1按照現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施方式所述，示出具有單池觸點(diǎn)11 (1)、11 (2)、11 (3)、11 (4)、12 (1)、12 (2)、12 (3)、12 (4)的電池模塊 1 的四個(gè)電池單池 10 (1)、10 (2)、10
(3)、10 (4)，所述單池觸點(diǎn)通過電的單池連接件13 (1)、13 (2)、13 (3)、13 (4)相互導(dǎo)電地連接，使得產(chǎn)生所述電池單池10 (1)、1〇 (2)、10 (3)、10 (4)的串聯(lián)。例如所述電池單池10 (1)的正極利用所述單池觸點(diǎn)12 (1)通過所述電的單池連接件13 (2)與所述電池單池10 (2)的負(fù)極利用所述單池觸點(diǎn)11 (2)相連接。
[0023]所述電的單池連接件13 (4)包括第一連接元件13 (4a)、第二連接元件13 (4c)以及彎曲的連接元件13 (4b)，所述彎曲的連接元件將所述第一連接元件13 (4a)與所述第二連接元件13 (4c)電連接。為了在所述單池觸點(diǎn)11 (1)和另一電池單池的單池觸點(diǎn)之間利用所述單池連接件13 (1)建立導(dǎo)電的連接和機(jī)械的連接，所述單池連接件13 (1)例如具有凹槽13 (Id)。
[0024]所述電的單池連接件13 (4)可以由一個(gè)塊件制成或者由不同的、可導(dǎo)電的材料接合而成。通過所述彎曲的連接元件13(4b)，所述電池單池的公差和所述單池的自身運(yùn)動(dòng)被補(bǔ)償。
[0025]所述電的單池連接件13 (4)與所述電池單池10 (3)、10 (4)相焊接或相粘接或相卡接。
[0026]圖 2 示出具有單池觸點(diǎn) 11 (1)、11 (2)、11 (3)、11 (4)、12 (1)、12 (2)、12 (3)、12
(4)的按照本發(fā)明的實(shí)施方式所述的電池模塊2的四個(gè)電池單池10 (1)、10 (2)、10 (3)、
10(4)，所述單池觸點(diǎn)通過電的單池連接件20 (1)、20 (2)、20 (3)、21相互導(dǎo)電地連接，使得所述電池單池10 (1)、10 (2)、10 (3)、10 (4)形成串聯(lián)。
[0027]在一個(gè)有利的實(shí)施方式中，所述電的單池連接件20 (1)包括帶有在第一單池觸點(diǎn)
11 (4)上的第一接觸面20 (la)和帶有在第二單池觸點(diǎn)12 (3)上的第二接觸面20 (lb)的單個(gè)的鍵合引線。
[0028]在一個(gè)替代的實(shí)施方式中，所述電的單池連接件20 (2)具有至少兩個(gè)鍵合引線。
[0029]在另一個(gè)替代的實(shí)施方式中，所述電的單池連接件21包括帶有在第一單池觸點(diǎn)11 (2)上的第一接觸面21 (a)和帶有在第二單池觸點(diǎn)12 (1)上的第二接觸面21 (b)的單個(gè)鍵合引線。
[0030]利用所述單池連接件20 (3)，在所述單池觸點(diǎn)11 (1)和另一電池單池的單池觸點(diǎn)之間建立導(dǎo)電的連接。
[0031]使用鋁、鋁硅、銅或金作為所述至少一個(gè)鍵合引線和所述至少一個(gè)鍵合帶的材料。
[0032]有利地，所述鍵合引線的直徑在500 μ m和600 μ m之間，使得保證通過所述鍵合引線的最大為20A的電流量，而不會(huì)例如由于熱效應(yīng)損壞所述鍵合引線。
[0033]在有利的第一實(shí)施方式中，所述鍵合帶的寬度是2000 μπι，所述鍵合帶的高度是200 μ m，由此可以將兩個(gè)直徑為500 μ m的鍵合引線通過一個(gè)鍵合帶替代。
[0034]在有利的第二實(shí)施方式中，所述鍵合帶的寬度是4000 μ m，所述鍵合帶的高度是200 μ m，由此可以將四個(gè)直徑為500 μ m的鍵合引線通過一個(gè)鍵合帶替代。
[0035]在有利的第三實(shí)施方式中，所述鍵合帶的寬度計(jì)為5000 μ m，所述鍵合帶的高度是300 μ m，由此可以將七個(gè)直徑為500 μ m的鍵合引線通過一個(gè)鍵合帶替代。
[0036]有利地，所述鍵合引線和/或所述鍵合帶的長(zhǎng)度在10 mm和50 mm之間，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)接觸面20 (la)、20 (lb)或21 (a)、21 (b)之間的足夠的機(jī)械穩(wěn)定性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.電池模塊(2)，其具有至少兩個(gè)電池單池(10(1),10 (2),10 (3),10 (4))，其中所述至少兩個(gè)電池單池(10 (1),10 (2),10 (3),10 (4))包括電的單池觸點(diǎn)(11 (1),11 (2)、11 (3),11 (4),12 (1),12 (2),12 (3),12 (4))，其中所述單池觸點(diǎn)(12 (1),11 (2)或 12(2),11 (3)或 12 (3),11 (4))通過至少一個(gè)單池連接件(20 (1),20 (2),20 (3),20 (4))相互導(dǎo)電地連接，其特征在于，所述至少一個(gè)單池連接件(20 (1),20 (2),20 (3),20 (4))包括鍵合引線和/或鍵合帶。2.按照權(quán)利要求1所述的電池模塊(2)，其特征在于，使用鋁或鋁硅或銅或金作為用于所述鍵合引線和/或所述鍵合帶的材料。3.按照前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的電池模塊(2)，其特征在于，所述鍵合引線具有在200 μ m和600 μ m之間的直徑。4.按照權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的電池模塊(2)，其特征在于，所述鍵合帶具有帶有在100 μ m和500 μ m之間的高度的矩形的橫截面。5.按照權(quán)利要求4所述的電池模塊(2)，其特征在于，所述鍵合帶具有在150μπι到2500 μ m之間的寬度。6.按照權(quán)利要求4所述的電池模塊(2)，其特征在于，所述鍵合帶具有在2500μπι到5000 μ m之間的寬度。7.按照前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的電池模塊(2)，其特征在于，所述鍵合引線和/或所述鍵合帶具有在10 mm到50 mm之間的長(zhǎng)度。8.按照前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的電池模塊(2)，其特征在于，就包括作為單池連接件的一個(gè)以上鍵合引線和/或一個(gè)以上鍵合帶的單池連接件(20 (2))而言，所述鍵合引線和/或所述鍵合帶的接觸面并列地安裝在所述單池觸點(diǎn)(11 (3)、12 (2))上和/或重疊地安裝在所述單池觸點(diǎn)(11 (3),12 (2))上。9.用于在按照權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的電池模塊(2)的至少兩個(gè)電池單池(10(1)、10(2),10 (3),10 (4))之間建立導(dǎo)電連接的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電連接通過在至少一個(gè)鍵合引線和/或至少一個(gè)鍵合帶和所述至少兩個(gè)電池單池(10 (1),10 (2)或10(2),10(3))或 10 (3),10 (4))的單池觸點(diǎn)(12 (1),11 (2)或 12 (2),11 (3))或 12 (3)、11(4))之間的接觸面(20 (la),20 (lb),21 (a)、21 (b))利用熱超聲球楔鍵合和/或超聲楔楔鍵合和/或熱壓鍵合建立。10.一種把按照權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的電池模塊(2)用于鋰離子電池的使用方法。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電池模塊，其具有至少兩個(gè)電池單池，其中所述至少兩個(gè)電池單池包括電的單池觸點(diǎn)，其中所述單池觸點(diǎn)通過至少一個(gè)單池連接件相互導(dǎo)電地連接，其特征在于，所述至少一個(gè)單池連接件包括鍵合引線和/或鍵合帶。
【IPC分類】B23K20/00, H01M2/20, B23K20/02, B23K20/10
【公開號(hào)】CN105378976
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480039381
【發(fā)明人】R.安格鮑爾, A.魯伊勒
【申請(qǐng)人】羅伯特·博世有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2014年6月24日
【公告號(hào)】DE102013213527A1, US20160164063, WO2015003897A1