專利名稱：具有集成的電氣部件的電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有多個形成一單體組的扁平單體的電池，所述扁平單體接續(xù)地 設(shè)置并相互電并聯(lián)和/或串聯(lián)。
背景技術(shù)：
已知一種具有多個單體的電池，所述單體的極觸點相互電并聯(lián)和/或串聯(lián)并形成
一單體組。在這種類型的電池中，電氣部件如接觸器和保險元件通過匯流排或線纜固定在單 體塊的觸點上。這些部件例如以機械的方式固定在殼體上。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提出一種具有盡可能小的結(jié)構(gòu)寬度的電池。根據(jù)本發(fā)明，所述目的通過具有在權(quán)利要求1中給出的特征的布置結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。本發(fā)明的有利的設(shè)計方案是從屬權(quán)利要求的主題。根據(jù)本發(fā)明的電池包括多個形成一單體組的扁平單體，所述扁平單體接續(xù)地設(shè)置 并相互電并聯(lián)和/或串聯(lián)。所述電池的特征在于至少一個電氣部件通過下述方式集成 到所述單體組中，即，所述電氣部件至少部分地設(shè)置在單體組的兩個扁平單體之間或者設(shè) 置在單體組的端部上，并與單體組特別是形狀鎖合地(formschlilssig)和/或力鎖合地 (kraftschlussig)連接。在此，集成到單體組中的電氣部件例如是一用于防止電池電流過載和/或短路的 電保險元件。為此，該電保險元件優(yōu)選具有一電熔斷器以及兩個電觸點，所述兩個電觸點分 別與各一個扁平單體電連接。在本發(fā)明電池的一種有利的設(shè)計方案中，電保險元件的兩個電觸點設(shè)計成兩個導(dǎo) 電的且彼此絕緣的觸板，所述觸板設(shè)置在單體組的兩個扁平單體之間、例如在中央設(shè)置在 單體組內(nèi)部，其中兩個觸板中的每一個都與一鄰接所述觸板的扁平單體力鎖合地連接。在此，電熔斷器設(shè)置在單體組的外部，或者可選地設(shè)置在兩個觸板之間。作為另一種或可選的集成到單體組中的電氣部件，設(shè)有一接觸器元件，所述接觸 器元件包括一用于使電池與一電路電連接的接觸器，并且所述接觸器元件例如設(shè)置在單體 組的端部上。優(yōu)選地，接觸器元件還具有第一壓緊板，所述第一壓緊板的外尺寸基本上與扁平 單體的外尺寸相對應(yīng)。在此，所述單體組力鎖合地設(shè)置在所述第一壓緊板與一第二壓緊板 之間，所述第二壓緊板的外尺寸同樣基本上與扁平單體的外尺寸相對應(yīng)。在此，在單體組和所述兩個壓緊板之間的力鎖合優(yōu)選通過至少一個夾緊元件來形 成，所述夾緊元件圍繞單體組和這兩個壓緊板，并使單體組和這兩個壓緊板相互壓緊。一種 適合的夾緊元件例如是張緊帶或夾緊框架。此外，在本發(fā)明的一種有利的設(shè)計方案中，還將壓緊板設(shè)計成金屬的，并使壓緊板在單體組側(cè)與扁平單體導(dǎo)電連接。由此，所述壓緊板除了其壓緊功能外同時還能用作單體 組的電觸點。在本發(fā)明電池的一種特別有利的設(shè)計方案中，接觸器元件設(shè)計成平面接觸器，所 述平面接觸器的外尺寸與扁平單體的外尺寸相對應(yīng)。在此，所述平面接觸器具有能導(dǎo)電的 外表面，所述平面接觸器通過所述外表面與扁平單體導(dǎo)電地連接?？蛇x地，平面接觸器可具 有接觸元件，通過所述接觸元件，所述平面接觸器能從單體組的外部被電接觸，并特別是能 與單體組相連接。此外，平面接觸器還能具有熱過載保護裝置，所述過載保護裝置在超過溫度閾值 時通過所述平面接觸器使電池斷開。這之所以是特別有利的，是因為平面接觸器與扁平單 體緊密地?zé)峤佑|，這使得能夠在不從外部輸入溫度信號的情況下檢測扁平單體的過熱。此外，電池能具有多個平面接觸器。例如能在單體組的兩個端部上分別各設(shè)置一 平面接觸器。通過將接觸器直接設(shè)置在單體組的極上的這種布置，可靠地避免了 單體組的 兩個極能通過其與接觸器的連接而進行接觸。由此提高了電池的安全性。此外，還能附加地在單體組的內(nèi)部在兩個扁平單體之間設(shè)置另一平面接觸器。由 此，還能斷開或接通電池的部分區(qū)域。此外，設(shè)置在單體組的端部上的平面接觸器在其背離單體組的外側(cè)上可具有壓板 面，通過所述壓板面能將所述平面接觸器壓緊到單體組上。由此可以省略上述第一壓緊板， 從而進一步簡化了電池的結(jié)構(gòu)。綜上所述，根據(jù)本發(fā)明，將至少一個電氣部件集成到單體組中的設(shè)計方案與傳統(tǒng) 的電池構(gòu)造形式相比具有一系列優(yōu)點-可以減小電池的結(jié)構(gòu)寬度，因為根據(jù)本發(fā)明集成到單體組中的電氣部件與傳統(tǒng) 的構(gòu)造形式相比需要較小的空間區(qū)域。-簡化了電池的結(jié)構(gòu)，由此特別是使電池易于裝配。-降低了電池的制造和裝配成本。


下面借助附圖詳細闡述本發(fā)明的實施例。其中示出了 圖1示出從接觸器側(cè)觀察的、具有接觸器元件和電保險元件的電池的透視圖，圖2示出從與接觸器側(cè)對置的一側(cè)觀察的、具有接觸器元件和電保險元件的電池 的透視圖，圖3示出從接觸器側(cè)觀察的、具有接觸器元件和電保險元件的電池的透視分解 圖，圖4示出從與接觸器側(cè)對置的一側(cè)觀察的、具有接觸器元件和電保險元件的電池 的透視分解圖，圖5示出保險元件的透視圖，圖6從側(cè)面示出保險元件的剖視圖，圖7示意性示出具有三個平面接觸器的電池的縱剖視圖，圖8示意性示出具有能導(dǎo)電的外表面的平面接觸器的透視圖，和圖9示意性示出具有接觸元件的平面接觸器的透視圖。
具體實施例方式在所有附圖中，相應(yīng)的部件具有相同的附圖標記。圖1和圖2以兩個不同的視圖示出具有多個形成一單體組Z的扁平單體1的本發(fā) 明電池B的透視圖。扁平單體按堆疊的形式接續(xù)地設(shè)置。電池B具有接觸器元件3和電保險元件2。接觸器元件3設(shè)置在單體組Z的端部 上。在此實施例中，電保險元件2在單體組Z的中央設(shè)置在兩個扁平單體1之間。電池還 具有冷卻板15，所述冷卻板設(shè)置在單體組Z的下側(cè)并用于冷卻電池B。接觸器元件3包括一接觸器，電池B能借助所述接觸器與一電路連接。此外，接觸 器元件3還包括第一壓緊板6，所述第一壓緊板6的外尺寸基本上與扁平單體1的外尺寸相 對應(yīng)。在此，扁平單體1的外尺寸理解成扁平單體1在垂直于單體組Z的軸線方向的平面 中的豎直截面的尺寸。相應(yīng)的定義對第一壓緊板6的外尺寸也適用。在單體組Z的與接觸器元件3對置的端部上設(shè)置有第二壓緊板7，所述第二壓緊 板7的外尺寸同樣基本上與扁平單體1的外尺寸相對應(yīng)。此外，電池B還具有兩個夾緊元 件8，所述夾緊元件8設(shè)計成張緊帶并各自圍繞單體組3、兩個壓緊板6和7以及冷卻板15。 借助夾緊元件8，壓緊板6和7力鎖合地壓緊在單體組Z上且同時使各相鄰的扁平單體1彼 此壓緊。在此，扁平單體1的相接觸的側(cè)面如從現(xiàn)有技術(shù)中已知的那樣是金屬的且設(shè)計成 扁平單體1的極觸點，并例如布置成使得扁平單體1相互電串聯(lián)。壓緊板6和7以有利的方式同樣設(shè)計成金屬的，從而所述壓緊板6和7通過其與 單體組Z的相應(yīng)外部扁平單體1的接觸而形成單體組Z的電觸點。電保險元件2具有一常規(guī)設(shè)計的電熔斷器5，所述電熔斷器5出于構(gòu)造空間的原因 設(shè)置在單體組Z的上部，并以在下文中詳細描述的方式與兩個包圍電保險元件2的扁平單 體1相連接。圖3和圖4示出在圖1和圖2中示出的電池B的透視分解圖。在此可以看出電 保險元件2具有兩個觸板4，所述觸板4分別與電熔斷器5連接，所述觸板4的外尺寸基本 上與扁平單體1的外尺寸相對應(yīng)。在圖5和圖6中進一步示出電保險元件2的結(jié)構(gòu)。在此，圖5示出電保險元件2 的透視圖，圖6示出電保險元件2的剖視圖。觸板4通過絕緣層17彼此電絕緣，并分別通 過凸耳狀延長部(5. 1,5. 2)與電熔斷器5連接。圖7示意性示出具有分別設(shè)計成平面接觸器9的三個接觸器元件3的本發(fā)明電池 B的另一實施例。在此，平面接觸器9是這樣一種接觸器，即該接觸器在其外尺寸方面接近 于扁平單體的外尺寸而其厚度并不遠大于扁平單體1的厚度，例如至多是扁平單體1的厚 度的三倍。這種平面接觸器特別好地適用于單體組Z的幾何形狀，由此特別適合于減小電 池的結(jié)構(gòu)寬度。平面接觸器9在其內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面與當今已知的接觸器結(jié)構(gòu)型式相當，其具有線 圈、電磁體、可移動的匯流條和/或電子開關(guān)元件如晶體管、例如具有絕緣柵極的雙極晶體 管(IGBT =絕緣柵雙極晶體管)。根據(jù)圖7，在單體組Z的每個端部上各設(shè)置有一平面接觸器9。如所示出的那樣，在單體組Z的內(nèi)部，在兩個扁平單體1之間設(shè)置有另一可選平面接觸器9。平面接觸器9經(jīng)由電池殼體14引導(dǎo)至電連接部13，平面接觸器9能通過所述電連 接部13與用電器電連接。圖8示意性示出通過能導(dǎo)電的外表面10與扁平單體1電接觸的平面接觸器9。圖9示出平面接觸器9的一種可選實施方式，該平面接觸器9在其窄的外側(cè)中的 一個上具有電觸點11，例如用于接觸與平面接觸器9電絕緣的扁平單體1。此外，在根據(jù)圖8和圖9的平面接觸器9的實施方式中，平面接觸器9的外側(cè)設(shè)計 成壓板面12，通過壓板面12能將平面接觸器9壓緊到單體組Z上。為此，平面接觸器9的 外側(cè)由與要選擇的強度和硬度相適合的材料形成。如此設(shè)計的平面接觸器9用于定位在單
體組Z的端部上。
附圖標記列表
1扁平單體
2電保險元件
3接觸器元件
4觸板
5電熔斷器
5. 1,5. 2凸耳狀延長部
6第一壓緊板
7第二壓緊板
8夾緊元件
9平面接觸器
10能導(dǎo)電的外表
11接觸元件
12壓板面
13電連接部
14電池殼體
15冷卻板
16導(dǎo)熱膜
17絕緣層
B電池
Z單體組
權(quán)利要求
一種電池(B)，所述電池具有多個形成一單體組(Z)的扁平單體(1)，所述扁平單體接續(xù)地布置并相互電并聯(lián)和/或串聯(lián)，其特征在于，至少一個電氣部件通過下述方式集成到所述單體組(Z)中，即，所述電氣部件至少部分地設(shè)置在所述單體組(Z)的兩個扁平單體(1)之間或者設(shè)置在所述單體組(Z)的端部上，并與所述單體組(Z)特別是形狀鎖合和/或力鎖合地連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池(B)，其特征在于，集成到所述單體組(Z)中的電氣部件 是一用于防止所述電池(B)過電流和/或短路的電保險元件(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池(B)，其特征在于，集成到所述單體組(Z)中的電氣部件 是一接觸器元件(3)，所述接觸器元件具有用于使所述電池(B)與一電路電連接的接觸器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池(B)，其特征在于，所述電保險元件(2)具有兩個電觸 點，所述兩個電觸點分別與各一個扁平單體(1)電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池(B)，其特征在于，所述兩個電觸點是兩個導(dǎo)電的且相互 絕緣的觸板(4)，所述觸板設(shè)置在所述單體組(Z)的兩個扁平單體(1)之間，其中所述兩個 觸板(4)中的每一個都與一鄰接所述觸板的扁平單體(1)力鎖合地連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池(B)，其特征在于，所述觸板(4)在中央設(shè)置在所述單體 組(Z)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池(B)，其特征在于，所述電保險元件(2)包括電熔斷器(5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池(B)，其特征在于，所述電熔斷器(5)設(shè)置在所述單體組 (Z)的外部。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池(B)，其特征在于，所述電熔斷器(5)在所述單體組(Z) 的內(nèi)部設(shè)置在所述兩個觸板(4)之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池(B)，其特征在于，所述接觸器元件(3)設(shè)置在所述單 體組(Z)的一端部上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電池(B)，其特征在于，所述接觸器元件(3)包括第一壓緊 板(6)，所述第一壓緊板的外尺寸基本上與扁平單體(1)的外尺寸相對應(yīng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池(B)，其特征在于，所述單體組(Z)力鎖合地設(shè)置在所 述第一壓緊板(6)和一第二壓緊板(7)之間，其中所述第二壓緊板(7)的外尺寸基本上與 扁平單體(1)的外尺寸相對應(yīng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電池(B)，其特征在于，所述電池⑶具有至少一個夾緊元 件(8)，所述夾緊元件圍繞所述單體組(Z)和兩個壓緊板(6、7)，并使所述單體組(Z)和兩 個壓緊板(6、7)力鎖合地相互連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電池(B)，其特征在于，所述至少一個夾緊元件(8)是張緊 帶或夾緊框架。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電池(B)，其特征在于，所述接觸器元件(3)在單體組側(cè)與 扁平單體⑴導(dǎo)電連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電池(B)，其特征在于，所述第二壓緊板(7)由金屬制成并 且導(dǎo)電地與所述單體組(Z)連接，從而所述第二壓緊板形成所述單體組(Z)的電觸點。
17.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池(B)，其特征在于，所述接觸器元件(3)設(shè)計成平面接觸器(9)，所述平面接觸器的外尺寸與扁平單體(1)的外尺寸相對應(yīng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電池(B)，其特征在于，所述平面接觸器(9)具有一能導(dǎo)電 的外表面(10)，所述平面接觸器通過該外表面導(dǎo)電地與扁平單體(1)連接。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電池(B)，其特征在于，所述平面接觸器(9)具有接觸元件 (11)，所述平面接觸器能通過所述接觸元件從所述單體組(Z)的外部被電接觸。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電池(B)，其特征在于，所述平面接觸器(9)具有一熱過載 保護裝置，所述過載保護裝置在超過溫度閾值時通過所述平面接觸器(9)使所述電池(B) 斷開。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電池(B)，其特征在于，在所述單體組(Z)的兩個端部上分 別設(shè)有各一個平面接觸器(9)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電池(B)，其特征在于，在所述單體組(Z)的內(nèi)部在兩個扁 平單體(1)之間設(shè)置有一平面接觸器(9)。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電池(B)，其特征在于，設(shè)置在所述單體組(Z)端部上的平 面接觸器(9)在其背離所述單體組(Z)的外側(cè)上具有壓板面(12)，能通過所述壓板面將所 述平面接觸器(9)壓緊到所述單體組(Z)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電池(B)，所述電池具有多個形成一單體組(Z)的扁平單體(1)，所述扁平單體接續(xù)地布置并相互電并聯(lián)和/或串聯(lián)，其中，至少一個電氣部件通過下述方式集成到所述單體組(Z)中，即，所述電氣部件至少部分地設(shè)置在所述單體組(Z)的兩個扁平單體(1)之間或者設(shè)置在所述單體組(Z)的端部上，并與所述單體組(Z)特別是形狀鎖合地和/或力鎖合地連接。
文檔編號H01M10/42GK101946362SQ200980104754
公開日2011年1月12日 申請日期2009年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月23日
發(fā)明者D·施勒特爾, J·邁因斯歇爾 申請人:戴姆勒股份公司