用于储存电能的存储单元的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于储存电能的存储单元。该存储单元具有至少一个蓄能器、特别是电容器或者蓄电池，其中，该蓄能器具有至少一个正极电接头和至少一个负极电接头。蓄能器构造为通过正极电接头和负极电接头被加载电能并且通过这些接头再次输出该电能。存储单元具有与正极电接头连接的导电的接触轨和与负极电接头连接的导电的接触轨。接触轨分别具有至少一个特别是弹性地成型在接触轨上的接触元件，其中，该接触元件具有至少两个侧翼。侧翼以至少一个方向分量在彼此相反的方向上延伸。侧翼分别通过焊接连接与接头连接。
【专利说明】用于储存电能的存储单元
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于储存电能的存储单元。该存储单元具有至少一个蓄能器、特别是电容器或者蓄电池，其中，该蓄能器具有至少一个正极电接头和至少一个负极电接头。蓄能器构造为通过正极电接头和负极电接头被加载电能并且通过这些接头再次输出该电能。存储单元具有与正极电接头连接的导电的接触轨和与负极电接头连接的导电的接触轨。
【发明内容】
[0002]根据本发明，开头所述类型的存储单元的接触轨分别具有至少一个特别是弹性地成型在接触轨上的接触元件，其中，该接触元件具有至少两个侧翼。优选地，所述侧翼以至少一个方向分量在彼此相反的方向上延伸。优选地，侧翼分别通过焊接连接、尤其是通过点焊连接与电接头连接。
[0003]通过接触元件的两个侧翼，接触元件能够有利地借助点焊连接与接头、特别是导电层连接，该导电层在焊接时将热量限制在接触元件的侧翼区域上。在借助点焊技术进行焊接时，焊接电流能够从放在第一侧翼上的焊接电极流到放在第二侧翼上的焊接电极。在此，焊接电流分成两个部分，即分成一支流过侧翼和接触元件直至第二侧翼并且在此处直至第二电极的焊接电流和一支从电极流过第一侧翼、继续流入形成接头的导电层并且经过该接头继续直至第二侧翼与导电层的接触部位并且在此处流过第二侧翼直至第二焊接电极的焊接电流。
[0004]优选地，接触元件借助冲压或激光焊接从接触轨中形成。优选地，接触轨通过板材、尤其是铜板制成。
[0005]优选地，蓄能器的接头、尤其是正极接头和负极接头分别通过导电层、特别是金属镀层构成。
[0006]优选地，接触轨分别具有至少一个外部的接头以用于电连接存储单元。电接头例如通过插接件、切割-压合连接件或者螺纹连接件构成。
[0007]优选地，接触元件的侧翼在接触轨的平面中共面地延伸或者平行于接触轨的平面延伸。由此有利的是，接触元件能够与接触轨一起一件式构造。进一步有利的是，接触元件能够与接触轨一起在一个工序中、尤其是在一个冲压工序或者变形工序中制成。
[0008]优选地，接触元件布置在接触轨的凹口中。进一步有利的是，凹口通过冲压或激光切割制成。因此可以有利地借助切割过程或者冲压过程在接触轨中制成接触元件。然后，接触元件例如通过冲压之后余留的连接板或弹性元件与接触轨连接。
[0009]优选地，接触元件具有连接板，其中，侧翼分别与连接板连接并且连接板与接触轨连接。因此，有利地通过始于接触轨的连接板，侧翼可以从接头吸收储存在蓄能器中的电荷并且将其继续传到接触轨上，或者从接触轨继续传输电荷并且给蓄能器充电。
[0010]在一个有利的实施方式中，侧翼在端部区域中具有用于焊接电极的安置区域和与该安置区域连接的、纵向延伸的连接区段，其中，连接区段将安置区域与连接板相连接。优选地，连接区段具有比安置区段更小的横向于纵向伸展方向的横截面。因此有利地可以借助连接区段形成用于电流传导的导线区段，该导线区段具有预定的电阻值。可以有利地构造安置区域的面的大小和面的几何形状，使得焊接电极能够可靠地置于该安置区域上。对此安置区域可以构造为例如圆的、特别是正圆形。
[0011]优选地，侧翼的连接区段一起具有比接头、尤其是比安置区域之间的导电层更小的电阻。因此有利地，在焊接时，相比于接触元件，侧翼和接头之间的接触部位受热更强。因此有利地接触元件能够保持预定的弹簧刚度或者弹性模量，而不会通过焊接时的受热而变软。
[0012]在一个优选的实施方式中，接触元件的彼此相邻的侧翼相互布置成V形。通过V形的构造，有利地在电接头由于在相互不同的方向上的热膨胀而运动时在接触元件的弯曲方面产生连接刚度。
[0013]优选地，在侧翼之间、尤其是侧翼的连接区段之间包围的角小于180度。
[0014]在另一个实施方式中，侧翼指向彼此相反的方向。在该实施方式中，侧翼之间、尤其是侧翼的连接区段之间的角是180度。在该实施方式中，接触元件、尤其是接触元件的焊接点在蓄能器以主要的纵向部分沿着连接区段的纵向发生热膨胀时仅承受很小的扭转或者完全没有承受扭转。该扭转轴线垂直于导电层并且垂直于侧翼的平面延伸。
[0015]优选地，在前述的实施方式中侧翼与连接板一起构成T形。通过T形，有利地可以形成从焊接点到接触轨的包围接触元件的区域的节省空间的几何连接形状。
[0016]优选地，连接板通过至少一个弹簧、特别是波形段与接触轨连接。有利的是，通过该波形段构成弹簧，该弹簧在接头和接触轨之间发生热膨胀时能够减轻接触元件和接头之间的焊接连接的负荷。
[0017]优选地，连接板通过至少一个波形段成型到接触轨上。在该实施方式中，该接触元件例如与连接板和波形段一起从形成接触轨的板材中冲压出来或者激光切割出来。
[0018]在一个优选的实施方式中，连接板通过两个弹簧、特别是波形段与接触轨连接。优选地，所述弹簧分别将连接板与接触轨相连接。由此弹簧能够分别构成一个从接触轨到连接板的电连接区段。连接板通过波形段与接触轨弹性地连接。
[0019]在一个优选的实施方式中，波形段分别以凸的一侧朝向共同的方向延伸。优选地，波形段还与连接板共同形成W形或者双U形。双U形或者W形有利地使得，通过这样的构造连接板经由弹性的、由波形段构成的转向关节与接触轨连接。因此，蓄能器横向于连接板的热膨胀、优选在接触轨的纵向上的热膨胀通过焊接连接部以一个杠杆作用在转向关节上，其中，杠杆臂通过连接板形成。
[0020]优选地，接触轨与接头相间隔地延伸。优选地，接触元件构造为由接头弹性地支撑，其中，连接板朝向接头弯曲。为此，优选地，连接板具有弹簧。优选地，连接板的弹簧由连接板的弯曲的弹性区段形成。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]下面根据附图和其他实施例描述本发明。其他的有利的实施方式由从属权利要求的特征和附图中所描述的特征得出。
[0022]图1示出了具有作为蓄能器的多个卷绕式电容器的存储单元的实施例，通过多个分别借助两个焊接点与蓄能器相连的接触元件电接触这些卷绕式电容器；
[0023]图2示出了 T形接触元件的实施例；
[0024]图3示出了 V形接触元件的实施例；
[0025]图4示出了具有弯曲的、特别是弯成钩状的连接板的图2所示的接触元件的变型。
【具体实施方式】
[0026]图1示出了存储单元I的实施例。在该实施例中，存储单元I具有蓄能器3和蓄能器5。存储单元I还可以具有除了蓄能器3和5以外的其他蓄能器。在该实施例中，蓄能器3和5分别由卷绕式电容器构成。卷绕式电容器3和5在端侧上分别具有导电层，该导电层形成电接头。蓄能器3具有正极电接头10和负极电接头11。接头10和11分别构造为导电层、特别是金属镀层(Schoop-Schicht)。存储单元I还具有导电的接触轨7和导电的接触轨9。接触轨7和9分别形成为特别是呈直角弯曲的、沿纵轴线60纵向延伸的板材，特别是铜板。
[0027]正极接触轨7的弯曲区域平行于负极接触轨9的相应的弯曲区域延伸，其中，平行延伸的弯曲区域通过电绝缘体、特别是绝缘层13相互绝缘。因此，接触轨7和9的弯曲区域依照三明治的方式将绝缘层13包围在彼此之间。弯曲区域与绝缘层13—起构成一种槽的底部，该槽是由接触轨7和9构成。在该实施例中，蓄能器3和5容纳在这样构成的槽中。存储单元1、特别是接触轨9具有外部的电接头12。接触轨7具有外部的电接头14。电接头12和14分别成型在接触轨7以及9的相应的弯曲区域处，这些区域构成前述的槽的底部。
[0028]存储单元I的接触轨7与蓄能器3的接头10导电连接，在该实施例中借助点焊连接与其导电连接。以与蓄能器3的接头11相连的接触轨9为例，可见地示出了该点焊连接。对此，接触轨9具有至少一个凹口 20，在该凹口中布置有接触元件22。凹口 20例如借助冲压或激光切割产生。
[0029]接触元件22具有两个侧翼30和32，这两个侧翼通过连接板并且还通过在冲压或激光切割时产生的U形弹性元件成型在接触轨9的板材周边区域处。下面在图2中详细示出接触元件22。接触轨9还具有如同接触元件22 —样的其他接触元件，这些接触元件通过点焊连接分别与蓄能器3的电接头11 (在该实施例为负极电接头)连接。图中示出接触元件24和另一个接触元件26。借助冲压或激光切割从在该实施例中由板材构成的接触轨9中分别制造出接触元件24和26。
[0030]图2示出了图1中已经描述的在接触轨9的凹口 20中的接触元件22。如图1所示，接触元件22具有两个侧翼30和32。侧翼30具有至少部分周边构造为圆的、尤其是构造为正圆形的用于焊接电极的安置区域34。还示出了焊接点36，相比于安置区域34该焊接点具有较小的直径。安置区域34成型在连接区段39上。
[0031]连接区段39具有纵向延伸的形状并且沿着该连接区段的纵向伸展过渡到同样纵向延伸的连接区段40中。连接区段40将侧翼32的安置区域35与连接区段39相连接。
[0032]在连接区段39和40之间构造有连接板44，该连接板垂直于连接区段39和40的纵向伸展延伸。在该实施例中，连接区段39和40在彼此之间包围180度的角。因此，连接区段39和40指向彼此相反的方向。
[0033]连接板44以背离连接区段39和40的端部与两个U形弹性元件连接，这两个U形弹性元件是弹性元件41和另一个弹性元件43。弹性元件41和43以U形分别构成波形区段，该波形区段将连接板44与接触轨9相连接，在本实施例中该波形区段将连接板与接触轨9的通过凹口 20形成的边缘相连接。
[0034]波形区段43的U形臂在该波形区段的纵向伸展上过渡到连接板44中，其中，波形段41的U形臂在同一方向上延伸地过渡到连接板44中。在该实施例中，波形段41和43与连接板44 一起构成双U形状或者W形状。通过这样构造的双U形状形成转向关节45，该转向关节在接头11在其涂层平面中沿图1中的纵向60发生热膨胀时能够减轻焊接接合位置36和37的负荷。侧翼30、特别是安置区域34借助焊接点36与图1所示的接头11连接。侧翼32借助焊接点37与接头11连接。
[0035]为了制造焊接点36和37，例如可以使一对焊接电极分别以一个电极放到安置区域34和35的其中一个上。在接下来将焊接电流接到焊接电极上时产生焊接点36和焊接点37，其中，焊接点36和37分别在焊接电极的尖端下形成。连接区段39和40以有利的方式分别使得，在焊接时流过连接区段39和40的焊接电流由连接区段39和40的尺寸、尤其是横截面确定。在该实施例中，与安置区域34和35从连接区段39或者40开始沿着连接板的纵向伸展相比，连接区段39和40的横截面沿着连接板的纵向伸展具有较小的横截面。
[0036]图3示出了接触元件25的一种实施例,该接触元件与图2所示的接触元件22不同地构造。接触元件25具有两个侧翼47和49。侧翼47具有安置区域50和与该安置区域50连接的、纵向延伸的连接区段54。侧翼49具有安置区域52和与该安置区域52连接的连接区段56。连接区段54和56通过分别偏离安置区域的端部相互连接并且一起构成V形状。在该实施例中，包围在连接区段54和56之间的角为90度。在连接区段54和56的相互连接的端部上成型有连接板57，该连接板与前述V形状的尖端连接。连接板57在背离侧翼47和49的进一步走向中分成两个波形的、特别是U形的弹性区段58和59。
[0037]弹性区段58和59分别以凸的一侧远离侧翼47和49。弹性区段58和59分别与接触轨9连接，并且在该处成型在围绕凹口 23的区域上。凹口 23例如能够借助冲压或激光切割制成。接触轨9例如通过板材、尤其是铜板制成。
[0038]在该实施例中，侧翼47和49的V形状以有利的方式使得，除了蓄能器3的接头11沿着纵向伸展60的热膨胀以外，蓄能器3的接头11横向于存储单元I的纵向伸展60的热膨胀也可以通过连接板57由弹性元件58和59拦阻。如此，在蓄能器3、尤其是由接头I所形成的导电层、尤其是金属镀层热膨胀时能够减轻侧翼47和49之间的焊接连接处的负荷，该焊接连接处通过安置区域50上的焊接点53和安置区域52上的焊接点51标出。
[0039]图4示出了接触元件27的一种实施例，该接触元件是图2所示的接触元件22的变型。不同于接触元件22的是，该接触元件27没有另设的用于焊接电极的安置区域。接触元件27具有沿着纵向装置延伸并且相互背离的两个横梁70和71。
[0040]横梁70和71与连接板73 —起形成T形状。连接板73以背离横梁70和71的端部与两个波形区段、即波形区段75和波形区段77连接。波形区段75和77分别构成弹性元件并且分别与接触轨9连接。波形区段75和77、连接板73和横梁70和71 一起构成接触元件27，该接触元件安置在接触轨9的凹口中。
[0041]图4中的凹口例如通过冲压或激光切割制成。接触元件27的连接板73具有弯曲的纵向区段，该弯曲的纵向区段使得横梁70和71以弯成钩状的方式从由接触轨9的板材所形成的平面伸出并且与蓄能器的接头相反地延伸。
[0042]在安装图1所示的存储单元I时，例如可以借助两个相互平行布置的板材将接触元件与其弹性作用相反地压回到接触轨9的凹口中或者接触轨7的凹口中。在插入蓄能器、例如蓄能器3和5之后，然后可以在拉出板材之后通过接触元件、例如接触元件27弹性触碰地电接触形成蓄能器接头的导电层、特别是金属镀层。有利的是，在没有焊接连接时就已经通过触碰在接触元件和接头之间形成电流接触。如果例如由于蓄能器的热膨胀而使得接触元件的侧翼和蓄能器的电接头之间的焊接连接撕断，那么至少还通过前述的电流连接确保电接触。
[0043]前述的横梁70和71分别形成接触元件27的侧翼。横梁70和71能够分别为了产生与蓄能器电接头的焊接连接而在端部区域中被焊接电极触碰地接触。
【权利要求】
1.一种用于储存电能的存储单元(1),所述存储单元具有至少一个蓄能器(34),所述蓄能器具有至少一个正极电接头(10)和至少一个负极电接头(11),其中，所述蓄能器〈3、5)构造为通过所述正极电接头(10)和所述负极电接头(11)被加载电能并且通过所述接头再次输出所述电能，其中，所述存储单元(1)具有与所述正极电接头(10)连接的导电的接触轨(12.16)和与所述负极电接头(11)连接的导电的接触轨(7.9), 其特征在于，所述接触轨(73)分别具有至少一个特别是弹性地成型在所述接触轨上的接触元件，其中，所述接触元件具有至少两个侧翼(303237393(^71)，所述侧翼以至少一个方向分量在彼此相反的方向上延伸并且所述侧翼(303237393(^71)分别通过焊接连接(36,37,51,53)与所述电接头(10,11)连接。
2.根据权利要求1所述的存储单元(1),其特征在于，所述接触元件(22)具有连接板(444733),并且所述侧翼(30,32,47,49,70,71)分别与所述连接板(44,57,73)连接，其中所述连接板(4157.73)与所述接触轨(9)连接。
3.根据权利要求1或2所述的存储单元(1),其特征在于，所述侧翼(3(^3237.493(^71)在端部区域中具有用于焊接电极的安置区域(34354046)和与所述安置区域〈34、35,50,56)连接的、纵向延伸的连接区段(393(^5446),其中，所述连接区段(39,40,54,56)将所述安置区域(31354046)与所述连接板(4157,73)连接，其中所述连接区段(39,40,54,56)具有比所述安置区段(31354046)更小的横向于纵向伸展方向的横截面。
4.根据前述权利要求中任一项所述的存储单元(1),其特征在于，彼此相邻的侧翼(47,49)相互布置成V形。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的存储单元(1)，其特征在于，所述侧翼(30.32)指向彼此相反的方向。
6.根据前述权利要求中任一项所述的存储单元(1),其特征在于，所述连接板〈44、57、73)通过至少一个弹簧(414348,593537)与所述接触轨(9)连接。
7.根据前述权利要求中任一项所述的存储单元(1),其特征在于，所述连接板〈44、57、73)通过两个弹簧(41,43,58,59,75,77)与所述接触轨(9)连接。
8.根据权利要求7所述的存储单元(1),其特征在于，所述弹簧分别通过波形段〈41、43,58,59,75,77)形成，所述波形段分别以凸的一侧朝向共同的方向延伸。
9.根据前述权利要求中任一项所述的存储单元(1),其特征在于，所述接触元件(22)布置在所述接触轨(9)的凹口(20)中。
10.根据前述权利要求中任一项所述的存储单元(1),其特征在于，所述接触轨(9)与所述接头(11)相间隔地延伸并且所述接触元件(27)构造为由所述接头(11)弹性地支撑，其中，所述连接板(73)朝向所述接头(11)弯曲。
【文档编号】H01G9/26GK104380405SQ201380028456
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年5月17日 优先权日:2012年6月1日
【发明者】S·许纳, A·迪尔曼, R·霍尔普 申请人:罗伯特·博世有限公司