受接触保护的电池连接器、电池模块、系统和机动车辆的制作方法

本发明涉及一种电池连接器，该电池连接器用于使第一电池模块的第一极柱与第二电池模块的第二极柱电接触；一种电池模块；一种系统，该系统具有至少两个电池模块和一个电池连接器的系统；以及一种机动车辆，该机动车辆具有带有至少两个电池模块和一个电池连接器的系统。

背景技术：

在电动车辆的构造中，通常安装所需的高电压电池作为底板电池。这意味着，电池被布置在车辆底板中，这导致对电池的可能的结构高度产生明显的限制。通常，模块式地构造高电压电池。这意味着，必须使各个单元模块或电池模块相互电连接，以达到所要求的电压和电容。当前的趋势趋向于越来越大的电池模块，这导致单个电池模块的电压高于法律上所允许的接触保护电压。作为由此导致的后果，高电压端子(即用于模块式地连接电池模块的连接部位)必须被实施成受接触保护的。这种受接触保护的高电压端子通常远远伸出超出电池单元并且因此增大电池模块的所需的结构空间。

技术实现要素：

在此背景下提出如下目的，提供一种电池连接器、电池模块、一种由电池模块和电池连接器构成的系统、以及一种机动车辆，它们并不具有现有技术中所描述的缺点，而是在对结构空间高度要求较低的情况下提供接触保护。

为了实现该目的，提出一种电池连接器，该电池连接器用于使第一电池模块的第一极柱与第二电池模块的第二极柱电接触，其中该电池连接器具有汇流条，该汇流条具有第一接触区域、第二接触区域、以及在该汇流条的主延伸方向上在该第一接触区域与该第二接触区域之间所布置的连接区域，其中该连接区域具有电绝缘的涂层，其中该第一接触区域和该第二接触区域各自具有凹口，其中这些凹口是在推入方向上敞开的，该推入方向平行于该汇流条的主延伸平面并且正交于该主延伸方向。

根据本发明的电池连接器能够以有利的方式实现使第一电池模块和第二电池模块以受接触保护的方式电接触，并且在此与现有技术相比减小所需的结构空间高度。

汇流条可以具有导轨形的外尺寸。汇流条例如可以在其主延伸平面中具有这样的尺寸，该尺寸明显大于在正交于主延伸平面的维度中的尺寸。因此，汇流条可以是大体上扁平的，并且与其被布置成平行于主延伸平面的长度和宽度相比仅具有较小的高度。优选地，汇流条由导电材料制成。特别优选地，汇流条由铜、铝或软铁制成。优选地，连接区域以电绝缘的漆料进行涂漆或者被电绝缘的塑料外壳包围。可设想的是，平行于主延伸方向的这些凹口的宽度被选择成使得这些极柱可以很好地被推入这些凹口中并且可以被固定在这些凹口中。

根据本发明的一个优选实施方式提出，该第一接触区域和该第二接触区域各自具有另外的凹口，其中这些另外的凹口是在推入方向上敞开的。这能够实现在各个接触区域中将电池连接器推动到多于一个的极柱上，由此实现在电池连接器与电池模块之间的更大的接触面并且因此可以引导更大的电流。在本发明的意义中，“在推入方向上敞开的”意味着，可以沿推入方向将极柱推入凹口中。优选地，这些另外的凹口是与这些凹口尺寸相同地设定的。

根据本发明的另一个优选实施方式提出，这些凹口为u形的，其中优选地，这些另外的凹口为u形的。因此有利地实现：极柱可以可靠地并且轻松地被推入这些凹口和这些另外的凹口中并且在这些凹口和这些另外的凹口中可靠地被接触。然而还可设想的是，这些凹口是c形的，其中优选地，这些另外的凹口为c形的。因此在推入方向上缩短的结构方式是可能的。

根据本发明的另一个优选实施方式提出，该第一接触区域和该第二接触区域各自具有降低区域，其中这些降低区域在正交于该主延伸平面的z方向上相对于该连接区域偏置地布置，其中这些凹口被布置在这些降低区域中，其中优选地这些另外的凹口被布置在这些降低区域中。这允许电池连接器可靠地安置在电池模块上并且进一步减小所需要的结构空间。

根据本发明的另一个优选实施方式提出，该连接区域具有正交于该主延伸平面的加厚部。该加厚部能够实现：一方面，在将电池连接器推入并且装配到电池模块中或电池模块上时进行可靠地抓握；并且另一方面，可以在推入到电池模块中的情况下通过电池模块的对应设计的变薄部对该电池连接器进行定中心。

根据本发明的另一个优选实施方式提出，该连接区域具有沿该推入方向延伸的鼻形部，其中该鼻形部尤其在推入方向上延伸过该汇流条的全部延伸尺寸，其中该鼻形部优选是电绝缘的，其中该鼻形部特别优选地适合用于将该第一电池模块与该第二电池模块间隔开。鼻形部能够以有利的方式在推入该电池连接器时实现进一步改善的引导，并且还实现第一电池模块和第二电池模块的电绝缘的间隔。因此，在电池模块的运行中还可以有利地实现：通过由间隔产生的空间可以使这些电池模块间产生的热量逸出并且避免热累积。

为了实现开篇所述的目的，本发明的另一个主题是一种电池模块，该电池模块具有沿该电池模块的顶面布置的电绝缘的盖，其中该盖具有第一开口和第二开口，其中该第一开口和该第二开口被布置在该盖的边缘处，其中在该第一开口的上方布置有第一罩盖，并且在该第二开口的上方布置有第二罩盖，其中该第一罩盖以如下方式布置，使得在该盖与该第一罩盖之间在该第一罩盖的背离该边缘的一侧、以及在该盖与该第一罩盖之间在该第一罩盖的背离该第二罩盖的一侧，产生具有推入高度的间隙，其中该第二罩盖以如下方式布置，使得在该盖与该第二罩盖之间在该第二罩盖的背离边缘的一侧、以及在该盖与该第二罩盖之间在该第二罩盖的背离该第一罩盖的一侧，产生具有推入高度的间隙，其中在该第一开口中布置有该电池模块的第一极柱，并且在该第二开口中布置有该电池模块的第二极柱。

根据本发明的电池模块能够实现：可以借助于电池连接器在该电池模块与根据本发明的另外的电池模块之间产生电接触，而不必设置额外的接触保护件并且因此在正交于该电池模块的顶面的方向上产生增大的结构空间需求。对此可能的是，将扁平的电池连接器(该电池连接器在接触面上具有不大于推入高度的厚度)以如下方式推入第一开口或第二开口中，使得第一极柱或第二极柱可以进行电接触。在此，第一罩盖或第二罩盖已经形成用于保护免于接触到接触面的接触保护件。可设想的是，该盖由塑料制成。还可设想的是，第一极柱和第二极柱具有用于拧接螺母的螺纹。

根据本发明的一个优选实施方式提出，这些开口适合用于接纳用于连接至该电池模块的极柱的根据本发明的电池连接器，并且该第一罩盖和该第二罩盖分别适合于在向该电池模块的顶面的投影中全面地覆盖该第一接触区域或者该第二接触区域。这能够实现多个根据本发明的电池模块的非常节省结构空间的电连接。

根据本发明的另一个优选实施方式提出，该推入高度对应于该第一接触区域和/或该第二接触区域的与该主延伸平面正交的厚度。因此，进一步减少所需要的结构空间高度。替代于此提出，该推入高度最大对应于该第一接触区域和/或该第二接触区域的两倍厚度，其中优选地提出的是，该推入高度最大对应于该第一接触区域和/或该第二接触区域的1.5倍厚度，其中特别优选地提出的是，该推入高度最大对应于该第一接触区域和/或该第二接触区域的1.2倍厚度。这一方面能够实现扁平的结构方式，并且另一方面能够实现电池连接器的轻松推入。

根据本发明的另一个优选实施方式提出，在该盖与该第一罩盖之间在该第一罩盖的朝向该边缘的一侧的区域中、以及在该盖与该第一罩盖之间在该第一罩盖的朝向该第二罩盖的一侧的区域中，该第一罩盖至少部分地与该盖相连接；和/或在该盖与该第二罩盖之间在该第二罩盖的朝向该边缘的一侧的区域中、以及在该盖与该第二罩盖之间在该第二罩盖的朝向该第一罩盖的一侧的区域中，该第二罩盖至少部分地与该盖相连接。由此实现这些罩盖与该盖的非常稳定地连接。因此，可以将作用于这些罩盖上的机械荷载有利地导出到该盖上，从而显著地降低在这些罩盖的区域中发生损坏的可能性以及对与安全相关的接触保护件的损坏。

根据本发明的另一个优选实施方式提出，这些极柱在正交于该顶面的z方向上不伸出该盖，其中这些极柱被布置成与该第一罩盖或该第二罩盖在z方向上间隔开优选大于该推入高度，其中这些极柱被布置成与该第一罩盖或该第二罩盖在z方向上间隔开特别优选大于1.5倍的推入高度，其中优选地在该第一开口中布置有该电池模块的另外的第一极柱，并且在该第二开口中布置有该电池模块的另外的第二极柱，其中这些另外的极柱在正交于该顶面的z方向上不伸出该盖，其中这些另外的极柱被布置成与该第一罩盖或该第二罩盖在z方向上间隔开优选大于该推入高度，其中这些另外的极柱被布置成与该第一罩盖或该第二罩盖在z方向上间隔开特别优选大于1.5倍的推入高度。这能够实现电池连接器的进一步简化的且还更轻松的推入。同时，这些极柱和这些另外的极柱通过距离罩盖的更大的间隔被保护免受机械作用。

根据本发明的另一个优选实施方式提出，在该第一罩盖上布置有用于拧接到第一极柱上的第一防松螺母，其中在该第二罩盖上布置有用于拧接到该第二极柱上的第二防松螺母，其中优选地，该第一防松螺母适合用于在该第一开口中拧紧该第一接触区域的该凹口或该第二接触区域的该凹口，并且该第二防松螺母适合用于在该第二开口中拧紧该第一接触区域的该凹口或该第二接触区域的该凹口。由此可以以有利的方式使这些极柱与这些接触区域接触并且同时固定电池连接器的安置。在本发明的意义中，“防松螺母”意味着，这些螺母(即设有内螺纹的、用于拧接到外螺纹上的部件)具有附加的固定件，以防在未拧上的状态下松脱。附加的固定件例如可以为安置在螺母上的固定环。可设想的是，这些防松螺母分别被布置在这些罩盖的螺旋开口的下方，从而确保穿过这些罩盖的直接的通道以拧接防松螺母。可设想的是，这些防松螺母具有螺帽，内螺纹作为盲孔螺纹在该螺帽中终止，使得这些防松螺母因此优选被实施为根据din1587或din917的帽形螺母。此外可设想的是，螺帽具有槽或用于十字槽工具的同步轮廓件或用于梅花头工具的同步轮廓件或用于其他螺栓头部驱动件的同步轮廓件。还可设想的是，这些防松螺母在其背离该螺帽的端面上具有垫片。因此能够实现这些防松螺母与接触区域之间的更大的接触面。因此可设想的是，这些防松螺母具有根据din1587或din917的帽形螺母的特征和根据din6331的凸肩螺母的特征。对此可设想的是，这些防松螺母在其外侧面上不具有六角形轮廓。例如提出的是：这些防松螺母由铜、铝、软铁或其他传导性材料制成。由于这些防松螺母可以被拧接到这些极柱上，本领域技术人员也可能称之为防松螺栓。在此，在本发明的意义中，防松螺母和防松螺栓具有与以上所述相同的意义、设计和功能。

根据本发明的另一个优选实施方式提出，在该第一罩盖上布置有用于拧接到该另外的第一极柱上的另外的第一防松螺母，其中在该第二罩盖上布置有用于拧接到该另外的第二极柱上的另外的第二防松螺母，其中优选地，该另外的第一防松螺母适合用于在该第一开口中拧紧该第一接触区域的该另外的凹口或该第二接触区域的该另外的凹口，并且该第二防松螺母适合用于在该第二开口中拧紧该第一接触区域的该另外的凹口或该第二接触区域的该另外的凹口。这能够实现用于引导电流的还更大的接触面，并且因此实现减小不希望的欧姆电阻。可设想的是，这些另外的防松螺母具有与这些防松螺母相同的特征。

根据本发明的另一个优选实施方式提出，该盖在该边缘和与该第一罩盖相邻的另外的第一边缘之间的第一拐角处具有在正交于表面的方向上的第一变薄部，其中该盖在该边缘和与该第二罩盖相邻的另外的第二边缘之间的第二拐角处具有在正交于表面的方向上的第二变薄部。这能够实现对电池连接器的可靠引导的推入。优选地，这些变薄部以与电池连接器的加厚部的至少一部分互补的方式成型。特别优选地，这些变薄部以与在电池连接器的鼻形部与第一接触区域或第二接触区域之间的加厚部的一部分互补的方式成型。

为了实现开篇所述的目的，本发明的另一个主题是一种系统，该系统具有根据本发明的第一电池模块、根据本发明的第二电池模块以及根据本发明的电池连接器，其中该电池连接器以该第一接触区域被推入该第一电池模块的第一开口中，其中该电池连接器以该第二接触区域被推入该第二电池模块的第二开口中。根据本发明的系统能够实现由各个电池模块构成的、可靠地模块式地互连的电池，该电池虽然结构高度较小，但具有接触保护。

根据本发明的另一个优选实施方式提出，该第一接触区域在该第一接触区域的凹口处藉由该第一防松螺母与该第一电池模块的第一极柱电接触，其中该第二接触区域在该第二接触区域的凹口处藉由该第二防松螺母与该第二电池模块的第二极柱电接触，其中优选地该第一接触区域在该第一接触区域的该另外的凹口处藉由该另外的第一防松螺母与该第一电池模块的该另外的第一极柱电接触，其中该第二接触区域在该第二接触区域的该另外的凹口处藉由该另外的第二防松螺母与该第二电池模块的该另外的第二极柱电接触。因此，确保可靠的电接触和该电池连接器的可靠的安置。

为了实现开篇所述的目的，本发明的另一个主题是一种机动车辆，该机动车辆具有根据本发明的系统。

所有上述实施方式同样适用于根据本发明的电池连接器、根据本发明的电池模块、根据本发明的系统以及根据本发明的机动车辆。

附图说明

本发明的其他细节、特征和优点将从附图以及下文根据附图对优选实施方式的说明中得出。这些附图在此仅展示本发明的示例性实施方式，而不限制发明构思。

图1示意性地示出根据本发明的示例性实施方式的系统，该系统具有根据本发明的示例性实施方式的两个电池连接器和根据本发明的示例性实施方式的两个电池模块。

图2示意性地示出根据本发明的示例性实施方式的电池连接器。

图3示意性地示出穿过根据本发明的示例性实施方式的电池模块的截面，该电池模块具有根据本发明的示例性实施方式的、已推入的电池连接器。

图4示意性地示出穿过根据本发明的示例性实施方式的电池模块的截面，该电池模块具有根据本发明的示例性实施方式的、已推入的并在绘制方面可选的电池连接器。

图5示意性地示出根据本发明的示例性实施方式的机动车辆。

具体实施方式

图1示意性地示出根据本发明的示例性实施方式的系统100，该系统具有根据本发明的示例性实施方式的两个电池连接器1、根据本发明的示例性实施方式的第一电池模块10、以及根据本发明的示例性实施方式的第二电池模块10’。第一电池模块10和第二电池模块10’各自具有盖11，该盖具有遮盖第一开口17(在这里无法看出，参见图3)的第一罩盖12和遮盖第二开口18的第二罩盖13。第一罩盖12在其朝向相应的另外的第一边缘15的一侧以及在背离相应的边缘14的一侧具有间隙18(在这里无法看出)，第二罩盖13在其朝向相应的另外的第二边缘15’的一侧以及在背离相应的边缘14的一侧具有间隙18(在这里同样无法看出，参见图3)。

为了使第一电池模块10与第二电池模块10’电连接，在图中居中地向第二电池模块10’的第一开口17和第一电池模块10的第二开口18中推入电池连接器1。在此仅可以看出具有加厚部4’的、包覆有绝缘涂层的连接区域4。非电绝缘的第一接触区域2和非电绝缘的第二接触区域3被第二电池模块10’的第一罩盖12或第一电池模块10的第二罩盖13遮盖。在这里，罩盖12、13作为接触保护件起作用并且与连接区域4的绝缘涂层一起防止接触处于电压下的部件。

图1还在左侧上示出还未被推入的电池连接器1。在这里明显可看出地，电池连接器1具有汇流条1’，该汇流条由导电材料(优选铜、铝或软铁)制成。还可以看出的是在电池连接器1的主延伸方向h上相邻布置的区域：第二接触区域3、连接区域4和第一接触区域2。第一接触区域2和第二接触区域3各自具有在z方向z上降低的降低区域2’、3’。在降低区域2’、3’中布置有u形的凹口5和另外的u形的凹口6，这些凹口分别是在推入方向e上敞开的。如果将电池连接器1推入盖11的开口17、18中，那么通过使连接区域4的加厚部4’滑动进入盖11的第一变薄部16或第二变薄部16’而使电池连接器1定中心。在已推入了电池连接器1状态下，鼻形部7被布置在第一电池模块10与第二电池模块10’之间并且使该第一电池模块与该第二电池模块彼此间隔开。

通过汇流条1’以及第一罩盖12和第二罩盖13的低结构高度的沿主延伸平面he布置的扁平的形状，可以实现系统100的非常扁平的构造。

图2示意性地示出根据本发明的示例性实施方式的电池连接器1。在这里可以明显看出在主延伸平面he中沿主延伸方向h布置的汇流条1’，该汇流条具有第一接触区域2、第二接触区域3、绝缘连接区域4、加厚部4’以及鼻形部7。在降低区域2’、3’中布置有u形的且在推入方向e上敞开的凹口5以及u形的且在推入方向e敞开的另外的凹口6。汇流条1’具有厚度d。

图3示意性地示出穿过根据本发明的示例性实施方式的电池模块10的截面，该电池模块具有根据本发明的示例性实施方式的、已推入的电池连接器1。可以看出的是这样的细节：固定电池连接器1在第二开口18中的安置，并且使第一接触区域2与第一极柱(在这里被第一防松螺母12’遮盖)和另外的第一极柱19’接触。第一接触区域2被布置在第一开口18中并且受接触保护地被第一罩盖12遮盖。在这里明显可看出地，第一罩盖12在边缘14处与盖11连接。为了将电池连接器1定位成如其在图3中所示，将该电池连接器通过间隙21以如下程度推入第一开口18中，直到凹口5(在这里无法明显看出)包围第一极柱并且另外的凹口6(在这里同样无法明显看出)包围另外的第一极柱19’。为了节省结构高度，间隙21的推入高度eh对应于汇流条1’(参见图2)的1.2倍厚度。为了电接触并且固定电池连接器1，将第一防松螺母12’和另外的第一防松螺母12”拧接到第一极柱或另外的第一极柱19’上，直到防松螺母12’、12”借助被布置在其背离盖11的端侧的环32牢固地安置在第一接触区域2上。防松螺母12’、12”由传导性材料制成，并且在第一极柱、另外的第一极柱19’与第一接触区域2之间产生电接触。防松螺母12’、12”以使其被夹紧在盖11与极柱之间的方式被固定，以防在未拧紧的状态下松脱。为此，防松螺母12’、12”的上部部分位于盖11的螺母壳罩33中。总体上，防松螺母12’、12”长到使得这些防松螺母无法通过抬升极柱以及倾斜和/或移动而从螺母壳罩33中被移除。为了轻松地拧入，螺母壳罩33在防松螺母12’、12”的上方相应地具有用于引入工具的螺旋开口34，该工具用于旋转相应的防松螺母12’、12”。为了拧接到极柱上，防松螺母12’、12”设有内螺纹(未示出)并且极柱设有外螺纹(未示出)。

图4示意性地示出穿过根据本发明的示例性实施方式的电池模块10的截面，该电池模块具有根据本发明的示例性实施方式的、已推入的并在绘制方面可选的电池连接器1。为了更好地概览，在图4中移除了电池模块10的以下部件，这些部件可能遮挡向电池连接器1以及尤其向第一接触区域2的视线。可以清楚地看出第一防松螺母12’和第二防松螺母12”，这些防松螺母可以被拧接到第一极柱(在这里被第一防松螺母12’遮盖)和另外的第一极柱19’上。分别展示了被布置在防松螺母12’、12”的背离接触区域2的端侧的螺帽30，该螺帽封闭该端侧并且在该螺帽处布置有用于螺栓头部驱动的同步轮廓件31；以及环32，该环被布置在防松螺母12’、12”的朝向接触区域2的端侧。通过同步轮廓件31可以将防松螺母12’、12”轻松地拧接到第一极柱或另外的第一极柱19’上。环32增大防松螺母12’、12”与接触区域2之间产生电接触的面积。

图5示意性地示出根据本发明的示例性实施方式的机动车辆200。机动车辆200具有根据本发明的系统100，该系统具有多个根据本发明的电池模块10以及连接电池模块10的电池连接器1(参见图1)。