專利名稱：蓄電池、蓄電池系統以及用于連接多個蓄電池的方法
技術領域：
本發明涉及一種蓄電池，該蓄電池具有蓄電池本體和至少一個從蓄電池本體的外表面伸出的端子，該端子與蓄電池極中的一個導電連接。本發明同樣涉及一種蓄電池系統，該蓄電池系統具有至少兩個相互電連接的蓄電池，其中的至少一個蓄電池根據本發明設計。此外，本發明涉及一種用于將多個蓄電池電連接的方法，其中的至少一個蓄電池根據本發明設計。補充地，本發明涉及一種機動車，其包括至少一個根據本發明的蓄電池和/或根據本發明的蓄電池系統。
背景技術：
包括一個或多個原電池電芯的蓄電池用作電化學的能量儲存器和能量轉換器。在蓄電池或各個蓄電池電芯放電時，通過電化學的氧化還原反應將儲存在蓄電池中的化學能轉化成電能。由此，可根據用戶的需要提供這種電能。在此，蓄電池的陰極、確切地說布置在陰極側的端子通常由鋁或鋁合金制成，并且陽極、確切地說布置在蓄電池的陽極側的端子通常由銅或銅合金制成。通常，通過擰緊的連接器實現多個蓄電池的導電連接，然而，由于其單個零件的數量很多，連接器具有相對高的接觸電阻。與腐蝕、尤其是氧化相關地，并且由于電化學的電壓電勢差，尤其地在擰緊的連接器中在使用壽命期間出現接觸電阻的進一步提高。由于用于制造連接器的單個零件的加工步驟很多以及用于將連接器組裝在一起和用于將連接器裝配在相應的蓄電池電芯處的裝配步驟很多，由多個部件組成的連接器的另一缺點為聞的加工和裝配成本。文件DE 102 45 384 Al公開了一種蓄電池插塞觸點，在其中，纜線設有插頭，并且該插頭可聯接在蓄電池端子處的插座中。由此實現蓄電池的簡單的接通。然而，需要相對高的加工成本以制造在纜線處的插頭和在端子處的插座。尤其地在大批量生產時，這導致不利的成本提高。也就是說，固定地布置在蓄電池的極或端子處的用于接通的裝置或者設計成高結構成本的，以與其它蓄電池的位置無關地實現接通多個接口、例如其它蓄電池的其它端子。另一可能性為應用柔性的連接器，然而其中，用于安裝該柔性連接器的裝配成本相對聞。由此，所闡述的現有技術具有的缺點為，或者其以簡單的且成本適宜的設計方案限制相對高的裝配成本，或者為了避免裝配成本設計成可以實現簡單地且快速地固定連接器，然而其中以高結構成本的方式設計單個的端子或用于連接的聯接部位。
發明內容
根據本發明，提供一種蓄電池，其包括蓄電池本體和至少一個從蓄電池本體的外表面伸出的端子，該端子與蓄電池極導電連接。在此，蓄電池具有至少一個導電的彎曲接片(Biegelasche)，該彎曲接片通過端子與蓄電池極導電連接，其中，彎曲接片具有長度L，該長度大于端子的縱軸線從穿透部(Durchdringung)的部位穿過外表面直到外表面的側向邊緣的距離A。本發明的效果在于，在彎曲時，彎曲接片的自由端部以相對于端子縱軸線基本上90°的角度越過外表面的邊緣伸出，就此而言，在外表面處密封地進行彎曲接片的彎曲。在本發明的思想中，伸出意味著，彎曲接片的自由端部從外表面的投影的區域在端子縱軸線的方向上伸出。在此，本發明尤其涉及棱柱形的蓄電池，在其中端子從蓄電池的上部的外表面伸出，并且蓄電池相對于彼此以堆垛的方式布置成蓄電池系統并且在這種布置中相互連接。在此，彎曲接片越過其伸出的邊緣為面對鄰近的蓄電池的邊緣。其通常為明顯大于上部外表面的側表面的上部限制邊緣。本發明的優點在此優選地，彎曲接片的長度使得彎曲的彎曲接片到達鄰近的蓄電池的中心，以在該處與鄰近的蓄電池的端子連接。出于以少的能量投入來手動地或自動地進行彎曲的目 的，設置成，彎曲接片的材料可稍微塑性地變型。優選地，該材料應至少在彎曲區域中具有最大100N/mm2的屈服極限。也就是說，彎曲接片應至少在彎曲區域中具有最大與合適的銅合金或鋁合金的屈服極限相同的屈服極限。顯然，選擇的彎曲接片的材料使得其具有高的導電能力。本發明的優點在于，可以簡單的方式手動地或自動地在待接通的鄰近的蓄電池的方向上或者在負載或發電機的觸點的方向上使固定在蓄電池的端子處的彎曲接片、或者設計成端子的集成的組成部分的彎曲接片彎曲，以力配合、材料配合和/或形狀配合地固定在該處。在該設計方案中僅僅需要用于實現導電接觸、即在鄰近的蓄電池的端子處的導電接觸的連接過程。通過端子的相對柔性的彎曲，可平衡蓄電池的小的位置精度。除了非常簡單地聯接或接通多個蓄電池的優點，此外還保證了在端子和彎曲接片之間出色的電接通，并伴有小的接觸電阻和高的預期壽命。尤其在相同的蓄電池設計和彎曲接片的交替的取向時，可通過柔性的彎曲以簡單的方式建立蓄電池的連接，從而可簡單地將以堆垛的方式并排布置的蓄電池串聯。在此，蓄電池可具有一個或多個蓄電池電芯。由此，在本發明的思想中，蓄電池也可以為單個的蓄電池電芯，該單個的蓄電池電芯通過其端子的外部連接也可用作蓄電池和蓄電池電芯系統的組成部分。尤其地，根據本發明的蓄電池可為鋰離子蓄電池或鋰離子蓄電池電芯。那么，有利地本發明設計成，彎曲接片具有彎曲橫截面減小的區域。由此，限定了優選彎曲的部位，其具有比鄰接的區域更小的平面轉動慣量，并且因此在將扭矩引入彎曲接片中時導致在該橫截面弱化的區域中的變形。在此，橫截面弱化的區域的大小顯然還可保證足夠的電功率。根據本發明的蓄電池可設計成，其包括聯接元件，彎曲接片、端子和蓄電池極為該聯接元件的組成部分。也就是說，彎曲接片、端子和蓄電池極分別為整個構件、即聯接元件的集成的組成部分。這種結構上的設計方案使得能夠簡單地制造端子、彎曲接片和蓄電池極。在此優選地，聯接元件布置在負極處，并且由此至少部分地由銅或合適的銅合金實施而成。
在備選的設計方案中設置成，蓄電池包括聯接元件，蓄電池極和/或端子為該聯接元件的組成部分并且彎曲接片以導電的方式聯接到端子處。也就是說，例如在蓄電池極處可固定有額外的端子，彎曲接片又以優選地在蓄電池本體之外的方式聯接在該額外的端子處。這種實施形式可具有在加工消耗和成本方面的技術優點。在此，三個構件，即蓄電池極、端子和彎曲接片不必一定作為單件存在，而是如有可能蓄電池極可集成地包括在端子上，彎曲接片作為額外的構件力配合、形狀配合和/或材料配合地聯接在該端子處。優選地，在端子和蓄電池本體或蓄電池的外表面 之間的密封部可設計成，其至少在所設置的彎曲的平面中為用于彎曲接片的固定的張緊部。備選地可設置成，除了密封部之外在蓄電池罩殼處布置端子的固定的張緊部。在此，固定的張緊部是指常見的機械的結構元件，其特征尤其為容納彎曲力矩的可能性。由此，可將彎曲力扭矩引入彎曲接片中，而不將其傳遞到在蓄電池內部的電池極上。此外，根據本發明，提供帶有至少兩個蓄電池的蓄電池系統，在其中至少一個第一蓄電池是根據本發明的蓄電池，其中，使第一蓄電池的彎曲接片彎曲直至越過其表面的面對第二蓄電池的邊緣，端子從該表面伸出，并且彎曲接片的自由的端部與第二蓄電池的端子導電連接。然而在本發明的思想中，這不意味著，第一蓄電池的端子的彎曲區域延伸越過第一蓄電池的邊緣，而是僅僅在端子的方向上聯接到該端子處的彎曲接片由于彎曲的原因(優選地以90°的角度)以其自由的端部從外表面(第一蓄電池的端子從該外表面中伸出)的投影區域中伸出。優選地在此設置成，第二蓄電池的與第一蓄電池的彎曲接片導電連接的端子在電接通的區域中至少局部地實施成與彎曲接片的形狀互補。由此，能夠在第二蓄電池處的端子中或在其上實現蓄電池接片的形狀配合的容納并且由此改進在使用壽命期間的電接通。在備選的實施形式中設置成，第二蓄電池同樣是根據本發明的蓄電池，并且兩個蓄電池的兩個彎曲接片力配合地、形狀配合地和/或材料配合地相互連接。也就是說，在這種情況中，第二蓄電池的端子同樣設有彎曲接片，并且兩個蓄電池的兩個彎曲接片相互連接。優選地，在第一蓄電池(在其中彎曲接片作為額外的構件聯接到端子處)中設置成，第一蓄電池的彎曲接片至少在與第二蓄電池的端子接通的區域中由與第二蓄電池的端子相同的材料制成。在此提出，使用銅或合適的銅合金作為彎曲接片的材料，以由此實現端子和彎曲接片的更好的焊接。此外根據本發明，提供一種用于將多個蓄電池電連接的方法，根據本發明設計其中至少一個第一蓄電池，其中，將該第一蓄電池的彎曲接片彎曲并且與第二蓄電池的端子導電連接。在此，如已經描述的那樣，優選地設置彎曲接片和第二蓄電池的端子的直接的連接。根據本發明的方法的優點特別是在于，在完成蓄電池的定位和固定之后，在第一蓄電池處的彎曲接片能夠以簡單的方式朝向第二蓄電池的端子彎曲并且固定在該處。通過選擇屈服極限很小的材料、例如鋁或銅或它們的合適的合金，可預計到彎曲接片僅有很小的回彈，從而該彎曲接片基本上保持通過力作用或力矩作用設定的彎曲角度并且其可以該彎曲角度固定在端子處。有利地，通過以下方式設計根據本發明的方法，S卩，彎曲接片形狀配合地、力配合地和/或材料配合地與第二蓄電池的端子相連接。尤其地，彎曲接片可被卡在第二蓄電池的端子的U形結構的兩個側邊之間，從而借助于壓配合構成力配合的連接。在另一特別的設計方案中，可借助于螺紋連接在相應的另一側邊的方向上拉近U形結構的兩個側邊，從而進一步加強卡緊作用并且同時實現彎曲接片在端子的U形結構中形狀配合的容納。可通過焊接、尤其是激光焊接實現材料配合的連接，作為力配合的和/或形狀配合的連接的備選或補充可應用這種焊接。通過機動車、尤其是電動車輛或混合動力車輛補充本發明，其包括至少一個根據本發明的蓄電池和/或根據本發明的蓄電池系統。
根據附圖和以下描述來詳細解釋本發明的實施例。其中
圖I以側視圖示出了根據本發明的蓄電池，圖2示出了帶有兩個串聯的蓄電池的蓄電池系統。
具體實施例方式首先描述如在圖I中示出的根據本發明的蓄電池10。蓄電池10包括以虛線表示的蓄電池極11，其布置在蓄電池10的本體中。端子20聯接到蓄電池極11，如在圖I中示出的那樣，端子20以很小的程度從蓄電池本體中伸出。在此，本發明不限制于從蓄電池10中伸出的端子20，而是也可設置成，端子20同樣完全布置在蓄電池本體中。根據本發明，彎曲接片50沿端子20的縱軸線21的方向聯接。在此，可如此設計蓄電池10，S卩，蓄電池極11、端子20以及彎曲接片50全部為聯接元件15的集成的組成部分。該聯接元件15可為連續的構件，其在蓄電池10中可提供蓄電池極11，其在到外側的過渡處表現為端子20并且其從蓄電池10中伸出的部分設計成彎曲接片50。也就是說，彎曲接片50聯接到完全布置在蓄電池本體中的端子20處，彎曲接片50從蓄電池本體伸出。所示出的端子20在穿透部30的位置處引導穿過蓄電池10的上部的外表面12。優選地，在端子20和上部的外表面12之間布置有密封部40。由此，彎曲接片50的自由的端部51以遠離蓄電池10的上部的外表面12的方式指向。為了實現彎曲接片的簡單的彎曲的目的，彎曲接片可具有彎曲橫截面減小的區域52，其相對密封地布置在到端子20的過渡部處、確切地說在上部的外表面12處。如在圖2中示出的那樣，在彎曲接片50彎曲時其可以簡單的方式與第二蓄電池80的端子81相連接。由此，圍繞基本上垂直于端子的縱軸線21延伸的彎曲軸線進行彎曲。由此，通過彎曲的彎曲接片50，第一蓄電池70與第二蓄電池80連接成蓄電池系統60。可看出的是，彎曲接片50的長度L足夠長，使得越過在穿透部30的部位和外表面的側向邊緣14之間的距離A伸出并且與第二蓄電池的端子81接觸。在此，在棱柱形的蓄電池10中，外表面15的側向的邊緣也是側表面13的上部的邊緣，如可在圖I中看出的那樣。在此，在圖2中的第一蓄電池70在兩個端子處具有彎曲接片，其分別在不同的方向上彎曲。由此，可實現所示出的第二蓄電池80的聯接，并且實現在另一端子20處聯接另一串聯的未不出的蓄電池。為了改進電的接觸，根據在圖I中示出的端子81實施第二蓄電池的端子81，然而其中，在圖I中示出的蓄電池10不局限于所示出的端子20和81的布置方案，而是也可設置成，在蓄電池10處的第二端子具有原理上結構不同的設計方案。如可在圖2中看出的那樣，第二蓄電池80具有端子81，優選地根據圖I中的端子81實施該端子81。該端子81包括基本上由兩個側邊84形成的U形結構83，以及包括電接通的區域82。由此，如所示出的那樣，彎曲接片50可被插入兩個側邊84之間和/或通過這兩個側邊84被卡住。由此保證可靠的電接觸。也就是說，為了建立兩個蓄電池70和80的電連接，僅僅必須彎曲彎曲接片并且必須將其卡入端子81中，以用于保持兩個蓄電池的導電連接。 優選地，為了簡化彎曲設置成，彎曲接片的寬度，小于其深度，其中，寬度為基本上平行于彎曲軸線測得的尺寸，而深度為基本上垂直于彎曲軸線測得的尺寸。
權利要求
1.一種蓄電池(10),其包括蓄電池本體和至少一個從所述蓄電池本體的外表面(12)伸出的端子(20)，該端子與蓄電池極(11)中的一個導電連接，其特征在于，所述蓄電池(10)具有至少一個導電的彎曲接片(50)，該彎曲接片通過所述端子(20)與所述蓄電池極(11)導電連接，其中，所述彎曲接片(50)具有長度(L)，該長度大于所述端子(20)的縱軸線(21)從穿透部(30)的部位穿過所述外表面(12)直到所述外表面的側向邊緣(14)的距離(A)。
2.按照權利要求I所述的蓄電池(10)，在其中，所述彎曲接片(50)具有彎曲橫截面減小的區域(52)。
3.按照權利要求I或2中任一項所述的蓄電池(10)，所述蓄電池包括聯接元件(15)，所述彎曲接片(50)、所述端子(20)和所述蓄電池極(11)是該聯接元件的組成部分。
4.按照權利要求I或2中任一項所述的蓄電池(10)，所述蓄電池包括聯接元件(15)，所述蓄電池極(11)和/或所述端子(20)為該聯接元件的組成部分并且所述彎曲接片(50)以導電的方式聯接到所述端子(20)處。
5.一種具有至少兩個相互電連接的蓄電池的蓄電池系統(60)，其特征在于，所述蓄電池系統(60)的至少一個第一蓄電池(70)是按照權利要求I至4中任一項所述的蓄電池(10)，其中，使所述第一蓄電池(70)的彎曲接片(50)彎曲直至越過其表面的面對所述第二蓄電池(80)的邊緣(14)，所述端子(20)從所述表面伸出，并且所述彎曲接片(50)的自由的端部(51)與所述第二蓄電池(80)的端子(81)導電連接。
6.按照權利要求5所述的蓄電池系統(60)，在其中，所述第二蓄電池(80)的與所述第一蓄電池(70)的彎曲接片(50)導電連接的端子(81)在電接通的區域(82)中至少局部地實施成與所述彎曲接片(50)的形狀互補。
7.按照權利要求5或6中任一項所述的蓄電池系統(60),在其中，所述第一蓄電池(70)為按照權利要求4的蓄電池(10)，其中，所述第一蓄電池(70)的彎曲接片(50)至少在與所述第二蓄電池(80)的端子(81)電接通的區域(82)中由與所述第二蓄電池(80)的端子(81)相同的材料制成。
8.一種用于將多個蓄電池電連接的方法，所述多個蓄電池中的至少一個第一蓄電池(70)是按照權利要求I至4中任一項所述的蓄電池(10)，其中，所述第一蓄電池(70)的彎曲接片(50)彎曲并且與一個第二蓄電池(80)的端子(81)導電連接。
9.按照權利要求8所述的用于將多個蓄電池電連接的方法，在其中，所述彎曲接片(50)形狀配合地和/或力配合地和/或材料配合地與所述第二蓄電池(80)的端子(81)相連接。
10.一種機動車，其包括至少一個按照權利要求I至4中至少一項所述的蓄電池和/或至少一個按照權利要求5至7中至少一項所述的蓄電池系統。
全文摘要
本發明涉及一種蓄電池(10)，其包括蓄電池本體和至少一個從蓄電池本體的外表面(12)伸出的與蓄電池極(11)中的一個導電連接的端子(20)，其中蓄電池(10)具有至少一個導電的彎曲接片(50)，其通過端子(20)與蓄電池極(11)導電連接，其中彎曲接片(50)的長度(L)大于端子(20)的縱軸線(21)從穿透部(30)的部位穿過外表面(12)直到外表面(12)的側向邊緣(14)的距離(A)。本發明還涉及一種具有至少兩個相互電連接的蓄電池的蓄電池系統(60)，其中蓄電池系統(60)的至少一個第一蓄電池(70)為根據本發明的蓄電池。本發明又涉及一種用于將多個蓄電池連接的方法，其中至少一個第一蓄電池(70)為根據本發明的蓄電池。補充地，本發明涉及一種機動車，其包括至少一個根據本發明的蓄電池和/或至少一個根據本發明的蓄電池系統。
文檔編號H01M2/20GK102782898SQ201180005857
公開日2012年11月14日 申請日期2011年1月12日 優先權日2010年1月13日
發明者M·格勒斯, R·安格鮑爾 申請人:Sb鋰摩托德國有限公司, Sb鋰摩托有限公司