用于電池組模塊的電連接器的制作方法

本發明從一種用于電池組模塊的電連接器出發。

背景技術：

從現有技術中已知電連接器，所述電連接器將電池組模塊的至少一個電池組電池與檢測單元導電連接，例如借助于將導電線與電池組電池和檢測單元焊接在一起。

已知的現有技術的缺點是，為了在電池組電池和檢測單元之間制造和安裝導電連接，需要不同的制造步驟。因此，電連接器例如由導電線制成，其中線必須具有精確的長度和彎曲。將每個電連接器與至少一個電池組電池和檢測單元焊接或粘接。緊接著將導電線組合成線纜束。

技術實現要素：

本發明的優點

與此相反地，具有獨立權利要求的特征性的特征的根據本發明的方式具有下述優點：電池監控單元借助于至少一個接合線和/或至少一個接合帶與柔性電路板導電連接。

本發明的其他有利的實施方式是從屬權利要求的主題。

有利地，作為用于接合線和/或接合帶的材料使用鋁、鋁-硅、銅或金以用于減小線路損耗。更有利地，接合線和/或接合帶能夠借助于軋制包層來制造，例如通過將銅層施加到鋁層上，其中所述連接是機械不可松開的。

有利地，接合線與涉及的電池組模塊的比能量密度、例如200Wh/kg和電池組電池的數量相關地具有在100μm和500μm之間的直徑，使得確保通過接合線的例如為20A的最大通過電流，而例如不通過熱影響損壞接合線。

有利地，接合帶與涉及的電池組模塊的比能量密度、例如240Wh/kg和電池組電池的數量相關地具有寬度在30μm和3000μm之間并且高度在10μm和500μm之間的矩形的橫截面，使得確保通過接合帶的例如為80A的最大通過電流，而例如不通過熱影響損壞接合帶。

有利地，接合線和/或接合帶具有在1mm和30mm之間的長度，使得確保機械穩定性并且實現小的傳導電阻。

有利地，電池監控單元包括至少一個電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器、電阻和/或電池組管理系統，使得通過電池監控單元例如檢測各個電池組電池的電壓。

有利地，電池監控單元被布置在柔性電路板的區域之內，并且電池監控單元和柔性電路板彼此粘接、擰緊、熔焊、焊接和/或借助于鎖定裝置機械連接，由此實現尤其高的強度并且減小例如由于震動造成的脫落率。

有利地，柔性電路板具有PET（聚酯）、PEM（聚萘二甲酸乙二醇酯）和/或PI（聚酰亞胺）作為基本材料，其中印制導線借助于印刷方法和/或光刻施加到基本材料上。

為了制造在接合線和/或接合帶與匯流排、印制導線和/或接觸面之間的導電連接，使用不同的方法變型，如熱壓接合（TC接合）、熱超聲球楔接合（TS接合）和/或超聲波楔-楔接合（US接合）、

所述方法例如根據接合線或接合帶的所使用的材料來選擇。因此，TC接合很少用于線接合，因為連接所必需的高的力和溫度能夠引起連接元件的損壞，相反，然而該方法適合于帶接合。如果將金和銅用作接合線或接合帶的材料，那么TS接合是適合的。而如果將鋁或鋁-硅用作接合線或接合帶的材料，那么US接合有利地適合。

有利地，電池組電池的、電池監控單元的和接合線和/或接合帶的結構空間優化的布置由于柔性電路板的與迄今使用的線纜束相比更小的空間需求是可能的。

有利地，電池組電池的新的幾何形狀和/或新的布置由于接合線和/或接合帶作為電池連接器的機械穩定性是可能的。有利地，能夠在對接合機器的改裝耗費小的情況下實現新的幾何形狀。

有利地，在使用柔性電路板、電池監控單元、接合線和/或接合帶的情況下，與迄今的連接技術相比，能夠以相對小的耗費維修有故障的電連接。

有利地，需要更少的用于通過接合線和/或接合帶接觸電池組電池和連接機構的制造步驟，由此需要更小的技術耗費用于電池組模塊的制造過程，并且能夠實現更高的自動化程度。

有利地，電池組模塊在鋰離子電池組、鋰硫電池組和/或鋰空氣電池組中使用。

附圖說明

本發明的實施例在附圖中示出并且在下面的說明書中詳細闡述。

其中：

圖1示出根據本發明的電池組模塊的一種實施方式；并且

圖2示出與接合線的直徑相關的示例性的載流能力的圖表。

相同的附圖標記在全部圖中標識相同的設備部件。

具體實施方式

圖1示出具有多個電池組電池2（1）、2（2）、2（3）、2（n）的電池組模塊1，其中每個電池組電池2（1）、2（2）、2（3）、2（n）具有至少兩個電池端子9（1a）、9（1b）、9（2a）。

在圖1中，例如電池端子9（1a）與電池組電池2（1）的正極并且電池端子9（1b）與電池組電池2（1）的負極機械地和導電地連接。不同極性的電池端子借助于至少一個電池連接器8（1）、8（2）、8（3）彼此導電地連接，例如電池組電池2（1）的電池端子9（1b）與電池組電池2（2）的電池端子9（2a）連接。電池連接器8（1）、8（2）、8（3）被實施為接合線和/或接合帶。

根據本發明，電池組模塊1包括柔性電路板3和電池監控單元4。在圖1中示出的實施方式中，電池監控單元4被布置在柔性電路板3的區域之內，并且柔性電路板3和電池監控單元4彼此粘接。

在替代的實施方式中，柔性電路板3和電池監控單元4之間的機械連接通過擰緊、熔焊和/或焊接實現。

在另一個實施方式中，電池監控單元4借助于電子構件直接在柔性電路板3上實現，由此有利地取消電池監控單元4的剛性的電路板。

在另一個實施方式中，柔性電路板3和/或電池監控單元4具有用于鎖定的設備，使得例如電池監控單元4可逆地與柔性電路板3機械連接并且有利地在有故障的情況下更換。

柔性電路板3例如在示出的實施方式中具有匯流排和/或用于電池組電池2（1）、2（2）、2（3）、2（n）的充電平衡的設備。電池組端子9（1a）、9（1b）、9（2a）借助于至少一個接合線6（1）和/或接合帶6（2）導電地與柔性電路板4連接，例如借助匯流排、印制導線、接觸面和/或用于充電平衡的設備。有利地，在示出的實施方式中，溫度傳感器7與柔性電路板3連接。

電池監控單元4為了確定電池組模塊1的電池組模塊特性、諸如充電狀態（SOC）、健康狀態（SOH）、內阻而具有至少一個電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器、電阻和/或電池組管理系統。電池監控單元4與柔性電路板3借助于至少一個接合線5（1）和/或接合帶5（2）導電地連接，并且例如能夠借助于電壓傳感器檢測單個電池組電池2（1）、2（2）、2（3）、2（n）或全部電池組電池2（1）、2（2）、2（3）、2（n）的電壓。

通過電池監控單元，有利地能夠提高電池組模塊1的安全性，因為及早地識別故障，使得安全措施在出現故障之前已經能夠作用，并且例如接通或斷開個別電池組電池2（1）、2（2）、2（3）、2（n）。

在另一個實施方式中，電池監控單元4和/或柔性電路板3借助于導電連接和/或光學連接與其他電池監控單元4、柔性電路板3和/或電池組管理系統連接，例如借助于線纜連接和/或借助于總線系統。

有利地，中央電池組管理系統檢測多個電池組模塊1的電池組模塊特性，以便根據電池組模塊特性確定電池組特性。

在圖2中，關于接合線的長度（以毫米為單位）繪制接合線的直徑與接合線的長度的關系的載流能力（以安培為單位）。根據示出的曲線，能夠根據接合線的需要的電流強度來選擇直徑，使得通過較小的材料需求實現重量降低和接觸電阻的減小。在圖2中示例性地示出由鋁制成的直徑為500μm或200μm的接合線20或24的載流能力。

如果對接合線的接合連接的機械穩定性提出尤其高的要求，例如由于電池組模塊1的高的環境溫度或者由于強震動，那么選擇接合線的較大的直徑，使得例如在接合線的直徑為200μm時脫落值為500cN。