具有改进的测量连接的电池模块及其用途的制作方法

本发明涉及一种具有多个电池电芯和用于监测和控制充放电过程的电池管理系统的电池模块，其中所述电池电芯借助于一个或多个电芯连接器电串联和/或并联连接。

背景技术：

1、从ep 2 744 033 a1中例如已知电池模块。这些电池模块包括壳体，其中在壳体之内布置有多个电池电芯。这些电池电芯在大多数情况下组合成多个层并且通过布置在壳体之内的冷却元件调控温度，这些冷却元件分别与电池电芯或电池的各极导热接触。如在ep2 744 033 a1中所示，多个电池电芯常常被组合成基本上长方体形的电池块。在此试图实现尽可能高的组装密度。另外，各个电芯块应尽可能稳定，以便能够简单地对其进行操作。另一方面需要一直通过电池管理系统来监测电池电芯和/或电芯块的各个参数，如其电压或温度，以保证长期且安全的运行。选择焊接法作为电端子之间的常见连接技术，因为由此可以在电池电芯的电端子之间创造长期稳定且防振动的材料配合连接。此类方法的缺点是，这样的连接不再能够非破坏性拆解。另外，到所需的电池管理系统的电测量连接大多要求额外的线缆，这导致更高的成本并且形成了另外的误差源。但是存在以下需求：尤其可以在不解除材料配合连接的情况下更换电池管理系统，即，将为此所需的测量连接设计为与电池电芯或与将这些电池电芯相连的电芯连接器安全接触并且同时可拆卸。

2、一般而言，在对应的电池模块中另外通常还重要的是保证尽可能高效且灵活的制造。另一个问题是辅助电池模块的尽可能无毁坏性的分解，尤其用于再循环过程。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种具有电池管理系统的电池模块，所述电池模块可以简化且更高效地制造，可以更简单、成本更低廉且无毁坏地维护和再循环，并且在运行安全性方面有所改进。这个目的通过根据权利要求1所述的电池模块实现。同样有利的用途是并列权利要求的主题。有利的设计方案分别是从属权利要求的主题。要注意的是，在权利要求书中单独详述的特征可以以任意的技术上有意义的方式彼此组合并且展现出本发明的其他设计方案。说明书尤其与附图结合地附加表征并且详细说明本发明。

2、本发明涉及一种具有多个电池电芯和用于监测和控制充放电过程的电池管理系统的电池模块。根据本发明的电池模块允许电池电芯的可自由选择的串联和/或并联，其中在此优选涉及锂离子电芯，而不限于这种电芯构型。串联或并联借助于一个或多个电芯连接器进行。所述电芯连接器被设置为将所述电池电芯的电池极导电连接，其中所述连接力配合和/或材料配合地进行。大多数情况下，所述电池电芯优选为棱柱状的或所谓的硬壳电芯。根据本发明的这个或这些电芯连接器（尤其当其应承载大电流时）例如由刚性金属部件如铜板、黄铜板或铝板形成并且被称为汇流排。所述电芯连接器还可以被形成为电路板。所述电芯连接器例如力配合或材料配合地与所述电池电芯的电池极连接。所述电芯连接器形成测量接触面，以产生与所述电池管理系统的可拆卸的测量电连接。

3、根据本发明的电池管理系统例如包括电压测量装置和/或温度测量装置，以测量一个或多个特定电池电芯的至少一个电压或温度。根据本发明，所述电池管理系统形成电连接面并且具有导电的接触弹簧，所述接触弹簧与所述连接面材料配合连接并且形成弹簧舌部，所述弹簧舌部为了产生所述电芯连接器与所述电池管理系统的可拆卸的测量电连接而力配合并且为了避免机械应力而滑动地抵接所述测量接触面。通过可拆卸的连接，可以容易且无毁坏地更换所述电池管理系统，而预紧的电连接即使在安装和运行中有温度波动和公差补偿的情况下也提供可靠的接触。

4、所述接触弹簧例如作为冲压件由弹簧青铜形成。所述接触弹簧例如具有一个或多个涂层。这些涂层例如为作为基础层的铜合金、例如呈中间层形式的作为镍层的扩散阻挡层以及高导电性的外部的接触层。在此例如将银或金涂层用作接触层。

5、优选地，所述测量接触面形成在所述电芯连接器的平面状的连接件处，所述连接件与所述电芯连接器的基部材料配合连接。替代地，所述测量接触面可以直接设置在所述基部处，因此可以省去连接件。例如，所述连接件为铜板条、黄铜板条或铝板条。优选地，所述连接件与所述基部焊接、优选通过激光脉冲焊接连接。

6、优选地，所述连接件例如涂覆有扩散阻挡层（例如镍层）以及接触层（例如银或金）。

7、优选地，所述连接件抵接所述电池模块的壳体，以便实现所述连接件的支撑和稳定。优选地，所述连接件为折弯状的（gekröpft），使得所述测量接触面被布置为与所述电芯连接器的表面（尤其所述基部的表面）错开。

8、优选地，所述弹簧舌部形成为弧形，以形成突出的平面区段，所述突出的平面区段与相应的测量接触面进行力配合和/或摩擦配合。

9、优选地，所述电池管理系统具有电路板，所述连接面形成在所述电路板的主表面中。优选地，所述弹簧舌部的自由端支撑在所述电路板的所述主表面上，以保证可靠的连接并且防止所述接触弹簧的剪切（abscheren）。优选地，所述接触弹簧的所述弹簧舌部尤其在朝向所述弹簧舌部的所述自由端的方向上在所述突出的平面区段之后的区段中被形成为斜坡状。

10、优选地，所述突出的平面区段被形成为平坦的并且与所述电路板的所述主表面平行地延伸，以保证可靠的测量电连接。

11、根据一个优选的设计方案，所述接触弹簧具有足部，所述足部具有抵接所述连接面的立足面，其中所述足部与所述连接面钎焊，例如通过波峰焊或波浪池焊（schwallbad-löten）。

12、优选地，所述接触弹簧的足部的立足面被布置为被所述弹簧舌部的所述突出的平面区段覆盖，由此实现紧凑的接触弹簧。

13、优选地，所述立足面具有通孔，使得所述接触弹簧可以通过回流焊过程在所述连接面处材料配合连接。

14、本发明另外还涉及上述实施方式之一中的电池模块在机动车辆中的用途。

1.一种具有多个电池电芯和用于监测和控制充放电过程的电池管理系统（3）的电池模块（1），其中所述电池电芯借助于导电的电芯连接器（2）电串联和/或并联连接，所述电芯连接器与所述电池电芯的相应的电池极处于导电的力配合和/或材料配合连接，其中所述电芯连接器（2）形成测量接触面（2c），所述测量接触面用于产生与所述电池管理系统（3）的可拆卸的测量电连接，并且所述电池管理系统（3）形成电连接面（3f）并具有导电的接触弹簧（3b），所述接触弹簧与所述连接面（3f）材料配合连接并且形成弹簧舌部（3c），所述弹簧舌部为了产生所述电芯连接器（2）与所述电池管理系统（3）的可拆卸的测量电连接而力配合地并且为了避免机械应力而滑动地抵接所述测量接触面（2c）。

2.根据权利要求1所述的电池模块（1），其中所述测量接触面（2c）形成在所述电芯连接器（2）的平面状的连接件（2b）处，所述连接件与所述电芯连接器（2）的基部（2a）材料配合连接。

3.根据前一权利要求所述的电池模块（1），其中所述连接件（2b）与所述基部（2a）焊接、优选通过激光脉冲焊接连接。

4.根据前述权利要求2或3之一所述的电池模块（1），其中所述连接件（2b）为表面涂覆的金属条，如铝条。

5.根据前述权利要求2至4之一所述的电池模块（1），其中所述连接件（2b）抵接所述电池模块（1）的壳体（4）。

6.根据前述权利要求2至5之一所述的电池模块（1），其中所述连接件（2b）为折弯状的，使得所述测量接触面（2c）被布置为与所述电芯连接器（2）的表面错开。

7.根据前述权利要求之一所述的电池模块（1），其中所述接触弹簧（3b）的弹簧舌部（3c）形成为弧形，以形成突出的平面区段（3d），所述突出的平面区段与所述测量接触面（2c）进行力配合和/或摩擦配合。

8.根据前述权利要求之一所述的电池模块（1），其中所述电池管理系统（3）具有电路板（3a），所述连接面（3f）形成在所述电路板的主表面上。

9.根据前一权利要求所述的电池模块（1），其中所述弹簧舌部（3c）的自由端（3e）支撑在所述电路板（3a）的所述主表面上。

10.根据前一权利要求所述的电池模块（1），其中所述接触弹簧（3b）的所述弹簧舌部（3c）尤其在朝向所述弹簧舌部（3c）的所述自由端（3e）的方向上在所述突出的平面区段（3d）之后的区段中被形成为斜坡状。

11.根据前述权利要求之一所述的电池模块（1），其中所述接触弹簧（3b）的所述弹簧舌部（3c）的所述突出的平面区段（3d）被形成为平坦的并且与所述电路板（3a）的所述主表面平行延伸。

12.根据前述权利要求之一所述的电池模块（1），其中所述接触弹簧（3b）的所述弹簧舌部（3c）以足部（3h）站立，所述足部具有抵接所述连接面（3f）的立足面，并且所述足部（3h）与所述连接面（3f）材料配合连接、优选焊接。

13.根据前一权利要求所述的电池模块（1），其中所述接触弹簧（3b）的所述立足面被所述接触弹簧（3b）的所述弹簧舌部（3c）的所述突出的平面区段（3d）覆盖。

14.根据前述权利要求12或13之一所述的电池模块（1），其中所述接触弹簧（3b）的所述立足面具有通孔（3g）。

15.根据前述权利要求之一所述的电池模块（1）在机动车辆中的用途。