用于车辆的电池的制作方法

1.本发明涉及用于车辆的电池领域。更具体地，本发明涉及电池的蓄电电池芯的电互连领域。


背景技术：

2.电池，尤其是电动车辆的电池，通常由一组蓄电电池芯组成，该组蓄电电池芯也被称作蓄电池。当这些蓄电池串联或并联互连时，它们可以提供电力，例如用于为车辆设备或实际上其发动机供电。
3.为了互连所述电池芯，已知使用了连接带，所述连接带焊接到每个电池芯的每一端子。然而，这种解决方案并不令人满意，因为它需要大量的焊接操作，并且阻碍了电池的拆卸，拆卸电池是为了例如在维修或修复电池的操作中更换磨损的电池。
4.文件fr3071671中的另一种已知解决方案是，通过布置在电池芯两侧的两块印刷电路板将电池芯互连，每一块印刷电路板都设有电连接元件，每个元件都要与其中一个电池芯的接触端子接触。由于电池会受到冲击或振动，尤其是当安装电池的车辆在不平路面上行驶时，连接元件通常设计为可弹性变形的，以便与电池芯保持接触。因此，这些连接元件被焊接或焊到电子卡上。这种解决方案也不令人满意，因为配备这种连接元件的电子卡制造复杂。此外，弹簧型弹性变形接触元件不能确保在所有类型的振动或冲击下保持接触。因此，接触元件的选择可能会被证明是耗时且昂贵的。


技术实现要素：

5.因此，需要一种电池，其中蓄电电池芯和印刷电路板之间的接触能够抵抗振动，所述电池易于组装和翻新。本发明在这种语境的范围内，旨在响应这种需求。
6.为此目的，本发明涉及一种电池，所述电池包括：
7.a.多个蓄电电池芯，每个电池芯具有位于所述电池芯相反侧上的端面，每个端面设有接触端子；
8.b.至少一个第一印刷电路板，其被布置成与位于所述电池芯的一侧上的端面对齐，所述印刷电路板设有多个第一电连接元件，第一电连接元件中的每一个都朝向所述电池芯的一个接触端子；
9.本发明的特征在于，第一印刷电路板包括主要部分，其中形成多个槽，每个槽限定相对于主要部分可弹性变形的突片，每个第一电连接元件布置于第一印刷电路板的一个突片上。
10.由此可以理解，通过槽形成可弹性变形的突片，使得能够保持第一印刷电路板的第一电连接元件与电池芯的接触端子之间的接触，不需要专门设计的接触元件，以抵抗电池可能受到的振动和冲击。换句话说，可以使用特别简单和标准的接触元件，这使得可以简化电池的设计并降低其成本。此外，可以提供专门为特定振动条件设计的槽，因此可以根据特定需要，例如通过调整其尺寸来限定突片的弹性。最后，使用印刷电路板代替焊接在电池
芯上的连接带，可以在一个或多个电池芯磨损时更换它们。
[0011]“蓄电电池芯”指用于储存电能的基本装置，例如电化学装置，可以放电和充电。每个电池芯可以是锂类型，例如锂离子类型或锂聚合物类型。例如，每个电池芯通常可以是圆柱形的，接触端子设置在限定圆柱的每个端面上。
[0012]“印刷电路板”指设有电气轨道的印刷电路板(pcb)，电气轨道将连接元件互连，尤其是连接到输出连接器，以便将储存在每个蓄电电池芯中的电能收集到所述输出连接器。如果需要，第一印刷电路板可以包括电池管理系统(bms)。
[0013]
有利地，第一印刷电路板相对于电池芯布置，使得每个电池芯在每个突片上产生指向电池外侧的机械力，并且其中第一印刷电路板的每个突片形成具有指向电池内侧的恢复力的弹簧。如果适用，第一印刷电路板的每个槽可以是u形。由此，由每个槽限定的突片仅通过其一个边缘连接到第一印刷电路板的主要部分。如果需要，可以在组装电池之前通过切割第一印刷电路板的主要部分来形成槽。
[0014]
在本发明的一个实施例中，每个第一连接元件设有由导电材料形成的凸起，所述凸起与其中一个电池芯的接触端子接触。所述凸起可例如通过在位于所述突片上的电气轨道的终端区域内沉积熔融导电材料(例如锡)而形成。本实施例使得在接触端子是平的情况下，能够促进电气轨道和接触端子之间的接触。
[0015]
在本发明的另一实施例中，将要与第一连接元件中的一个接触的每个电池芯的接触端子从电池芯的端面突出。在此情况下，第一连接元件可以是平的。
[0016]
有利地，电池包括间隔构件，所述间隔构件被布置成使电池芯彼此保持距离，间隔构件和第一印刷电路板被布置成保持电池芯和第一印刷电路板，使得第一电连接元件中的每一个都朝向所述电池芯的一个接触端子。例如，电池可仅包括一个间隔构件。优选地，间隔构件被布置成使电池芯并排保持在矩阵状布置中。如果适用，第一连接元件根据与电池芯的布置相对应的布置分布在第一印刷电路板上。
[0017]
优选地，间隔构件由具有多个第一贯通通道的单个板组成，每个电池芯通过第一贯通通道中的一个接合。如果适用，每个贯通通道可以包括一个外形，该外形在形状和尺寸上基本上对应于其接收的电池芯的外形。
[0018]
有利的是，电池包括第二印刷电路板，所述第二印刷电路板被布置成与位于电池芯另一侧上的端面对齐，所述第二印刷电路板设有多个第二电连接元件，第二电连接元件中的每一个都朝向所述电池芯的一个接触端子。如果适用，第二印刷电路板包括主部分，其中形成多个槽，每个槽限定相对于主要部分可弹性变形的突片，每个第二电连接元件布置在第二印刷电路板的一个突片上。
[0019]
同样有利的是，电池包括固定构件，所述固定构件被布置成将第一印刷电路板保持在第二印刷电路板上。如果适用，可将固定构件布置成对第一和第二印刷电路板中的每一块施加力，该力被引导至电池内侧。因此，印刷电路板处于应力状态，从而使电池芯在突片上产生机械应力。
[0020]
例如，固定构件可以包括固定到第一印刷电路板和可选地固定到第二印刷电路板的一个或多个连接杆。如果适用，每个印刷电路板包括一个或多个开口，每个连接杆拟通过所述开口之一接合。有利地，固定构件可包括一个或多个辅助贯通通道，每个辅助贯通通道面向第一和/或第二印刷电路板的一个开口布置，每个连接杆拟通过一个辅助贯通通道接
合。可选地或另外，固定构件可以包括第一和第二印刷电路板固定到的外壳。如果适用，外壳可以包括突起，每个突起面向第一和/或第二印刷电路板的主要部分的一个区域布置，该区域与突片对齐，以便在所述第一和/或第二印刷电路板上施加力，该力指向电池内侧。
[0021]
有利的是，电池包括一个外壳，所述外壳被布置成能够容纳多个电池芯和第一印刷电路板，所述外壳包括用于组装到车辆元件，尤其是电动汽车底盘或自行车车架上的装置。
附图说明
[0022]
现在将参考示例并基于附图来描述本发明，这些示例仅作为示例给出，并不限制本发明的范围，在附图中：
[0023]
[图1]是根据本发明的第一实施例的电池的局部示意性分解图；
[0024]
[图2]是[图1]的电池的横截面图；以及
[0025]
[图3]是根据本发明的第二实施例的电池的横截面图。
具体实施方式
[0026]
在以下描述中，除非另有规定，否则在结构或功能方面相同的元件在不同的图中具有相同的参考符号。
[0027]
[图1]是根据本发明的第一实施例的电动车辆的电池(1)的分解图。而且，[图2]是[图1]电池1组装时的横截面图。
[0028]
电池1包括多个蓄电电池芯2，每个电池芯2是锂离子型蓄电池，它的形状是圆柱形，且具有上端面21和下端面22，每个端面均设有平面接触端子23。
[0029]
电池芯2以矩阵状布置并排布置。电池1包括单个隔板3，隔板3上设有多个第一圆柱形贯通通道31，这些贯通通道31以类似矩阵的方式布置在隔板上，其尺寸与电池芯2的尺寸相对应。每个电池芯2接合在通道31中的一个中，因而隔板3使电池2彼此保持一定距离。
[0030]
电池1包括布置在电池芯2上方、在上端面21这一侧的第一印刷电路板41，和布置在电池芯2下方、在下端面22这一侧的第二印刷电路板42。
[0031]
每个印刷电路板41和42包括通过电气轨道互连的多个电连接元件43，所述电气轨道朝向印刷电路板的输出端子(图中未示)，板41和42的输出端子连接到电池1的供电连接器(图中未示)。借助于隔板3，保持电池芯2，使其每个接触端子23都朝向印刷电路板41和42的一个电连接元件43。
[0032]
每个印刷电路板41和42包括主要部分44，其中u形槽45已被切割。每个槽45限定突片46，所述突片仅通过其一个边缘连接到主要部分。因此，每个突片46相对于主要部分44可弹性变形，且形成具有恢复力的弹簧，当对所述突片46施加力时，所述恢复力使突片46朝向主要部分44返回。
[0033]
在[图1]和[图2]的实例中，每个电连接元件43形成于印刷电路板41和42的突片46中的一个上，且为此目的，包含锡凸起47，所述锡凸起布置在所述突片46上延伸的电气轨道的终端区域中。
[0034]
此外，电池1包含多个连接杆5，所述连接杆拟插入于印刷电路板41和42之间，接合在隔板3的辅助贯通通道32中，所述辅助贯通通道设置于第一贯通通道31之间。开口48形成
于印刷电路板41和42的主要部分44中，在槽45之间且朝向主贯通通道31。每个连接杆5在其每一端处包含带螺纹凸出部51，所述带螺纹凸出部拟通过印刷电路板41和42的孔48接合。垫圈61插入到每个凸出部51中，且螺栓62与每个凸出部51组装，以便将每个连接杆5固定到板41和42。应注意，设置于开口48任一侧上的槽45的定向是相反的，从而允许垫圈61夹紧在板41和42上，所述垫圈可以实现均匀夹紧。
[0035]
为了组装电池1，电池芯2插入到隔板3的主贯通通道31中，且连接杆5插入到辅助贯通通道32中。第一和第二印刷电路板41和42布置于经组装电池芯2的任一侧上，使得接触端子23朝向电连接元件43。然后将垫圈61安装于连接杆的凸出部51上，且将螺栓62旋拧到所述凸出部51上，以约束板41和42，且因此对突片46产生朝向电池内侧的力。该总成布置在外壳(图中未示)中，该外壳可通过装配方式安装在车辆上，例如电动自行车的车架上。
[0036]
如[图2]所示，在组装电池1的过程中，将螺栓62旋拧到连接杆5的凸出部51上，通过垫圈62在印刷电路板41和42上向电池1的内侧，即向电池芯2施加均匀的力。因此，所述力将电池芯2保持在印刷电路板41和42之间的适当位置。相比之下，每个电池芯2分别在其上端面21和下端面22的区域中对第一印刷电路板41和第二印刷电路板42的突片46施加力，所述电池芯朝向所述突片46布置。因此，每个突片46被其中一个电池芯2推向电池1的外侧，从而产生弹性变形。
[0037]
由于每个突片46上的电池芯2产生的力朝向电池1的外侧，因此由所述突片46形成的弹簧的恢复力朝向电池1的内侧施加，其保持位于所述突片46上的连接元件43的凸起47与电池芯2的平接触端子23之间的接触。从那时起，即使电动自行车在不平坦的道路上行驶导致振动，也可以确保连接元件43和接触端子23之间保持接触。此外，电池1的组装以及电池芯2磨损时的更换可以轻松快速地完成，无需进行钎焊或焊接操作。
[0038]
[图3]是根据本发明的第二实施例的电池10的横截面图。
[0039]
与[图1]和[图2]的本发明的第一实施例相比，电池芯2包括连接端子24，其不是平的，而是从上端面21和下端面22伸出。
[0040]
此外，印刷电路板41和42彼此之间的固定不是通过连接杆5实现的，而是直接通过外壳7实现的，外壳7包括上壁71和下壁72，上壁71和下壁72各设有朝向印刷电路板41和42布置的内部突起73，位于突片46之间的分区区域内。在外壳组装过程中，通过已知的方式，印刷电路板41和42上的内部突起73会产生一个力，该力指向电池内侧，反过来，电池芯2在突片上会产生一个朝向电池外侧的力。
[0041]
上述描述清楚地解释了本发明如何使其能够实现所述目标，尤其是通过提出一种电池，其印刷电路板包括限定可弹性变形突片的槽，所述可弹性变形突片接收拟与电池芯的接触端子接触的电连接元件。因此，可以理解的是，所述可弹性变形突片的形成使得能够借助于未专门为此目的设计的连接元件在连接元件和接触端子之间形成接触，使得能够简单且快速地组装电池并对电池芯充电，即使如此，所述接触仍能抵抗振动。
[0042]
在任何情况下，本发明不限于本文件中具体描述的实施例，并且尤其扩展到所有等效装置以及所述装置的任何技术上可能的组合。具体地说，可以提供除所描述的那些以外的其他槽和突片外形，或者实际上是用于固定印刷电路板的其他方法。