專利名稱：蓄電池組裝置的制作方法
蓄電池組裝置
本發(fā)明涉及蓄電池組裝置，其包括多個電池組電池和多個控制單元，電池組電池 具有電池殼和從電池殼突出的電池接線柱，每一個控制單元包括控制單元殼和設(shè)置在控制 單元殼內(nèi)的用于監(jiān)測和控制電池組電池狀態(tài)的電子電路。蓄電池組裝置廣泛地用于電子設(shè)備的電源且對混合動力交通工具來說很重要?？?慮到冷卻蓄電池和對電池的控制，混合動力交通工具要求高度復(fù)雜的電池裝置。因此，為一 組電池設(shè)置了控制單元，控制單元包括溫度傳感器、電壓傳感器和電流傳感器中的至少一 個以便監(jiān)測一組電池的狀態(tài)。例如，DE 43 37 020 Cl公開了一種通過使用用于多個電池的溫度傳感器、用于測 量多個電池的電壓和流過串連連接的電池組的電流的電壓和電流測量單元來監(jiān)測混合動 力交通工具的電池組的方法?；谒鶞y得的溫度、電壓和電流數(shù)據(jù)，計算電荷的狀態(tài)。為了 監(jiān)測并控制每一個電池的狀態(tài)，WO 99/52167公開了一種集成在圓柱形電池殼內(nèi)的控制單 元。內(nèi)嵌式控制器控制各個電池的放電和充電循環(huán)。電池控制單元與設(shè)置用于多個電池的 中心控制單元之間不進行通信。使控制單元集成在電池殼內(nèi)要求復(fù)雜的電池組件。而且，控制單元的電子電路在 電池內(nèi)部呈現(xiàn)出高溫且必須避免受到電池化學(xué)的影響。而且，已知將電流傳感器和控制單元的電子電路定位在離電池組電池接線柱相當(dāng) 遠的距離，這需要特定的布線和連接時間。本發(fā)明的目的是改進蓄電池組裝置，使得電池控制單元可以易于安裝在蓄電池組 裝置內(nèi)，使得控制單元可以被處置成單獨的部件并連接至中心控制單元。本發(fā)明的目的由下述蓄電池組裝置來實現(xiàn)，該蓄電池組裝置包括多個電池組電池 和多個控制單元，電池組電池具有電池殼和從電池殼突出的電池接線柱，每一個控制單元 包括控制單元殼和設(shè)置在控制單元殼內(nèi)的用于監(jiān)測和控制電池組電池狀態(tài)的電子電路，其 中控制單元包括延伸到控制單元殼外部的控制端，所述控制端被電連接至電子電路，且其 中控制單元殼的形狀適合電池殼的形狀，使得控制單元能夠根據(jù)電池組電池被并排設(shè)置到 電池組電池并按照相同的方式被電連接至電池組電池。根據(jù)本發(fā)明，控制單元被設(shè)計成類似于電池組電池，使得控制單元可以像電池組 電池那樣，鄰近各控制單元所設(shè)置用于控制的電池組電池進行設(shè)置?？梢酝ㄟ^使用安裝到電池接線柱和相應(yīng)的控制端上的銅桿來連接電池組電池和 專用的控制單元。電池組電池和控制單元的類似設(shè)計的優(yōu)勢在于控制單元可以簡單地作為 額外的電池被包封并被連接至電池組電池?？刂茊卧哂芯o湊的設(shè)計，這允許易于安裝到 電池組包且易于電連接，而不會造成控制單元的電流傳感器的輸入與輸出之間發(fā)生混亂的 風(fēng)險。根據(jù)電池正接線柱和電池負接線柱來方便地使用正控制端和負控制端，其中電池正 接線柱和正控制端與電池負接線柱和負控制端的長度、直徑、位置和/或形狀彼此不相同。在優(yōu)選的實施方案中，電池殼和控制單元殼具有圓柱形形狀。優(yōu)選地，電池殼和控 制單元殼的直徑是相同的(幾乎相同)。在蓄電池組裝置的另一個優(yōu)選的實施方案中，電池正接線柱和電池負接線柱在電池殼的頂面處從電池殼突出。因此，正控制端和負控制端在控制單元殼的頂面處從控制單 元突出。所述正控制端和負控制端被設(shè)置成彼此之間的距離類似于正控制端和負控制端的 距離，使得專用的電池接線柱和控制端可以經(jīng)由母線(bus bar)彼此連接，或在其他實施方 案中，控制單元可以被置于專用的至少一個電池組電池的頂部上且控制端在電池接線柱的 方向上延伸，使得控制端可以電連接和機械連接至專用的電池接線柱。當(dāng)電池組電池和控制單元彼此并排設(shè)置時，電流連接器桿可以連接至電池接線柱和控制單元端，使得專用的電池組電池的電池接線柱彼此電連接，且控制單元被連接在電 池接線柱之間。進一步，當(dāng)插塞連接器被設(shè)置在控制單元殼內(nèi)時，這是優(yōu)選的，所述插塞連接器包 括被連接至電子電路并被設(shè)置成使控制單元插線連接至中心電池組控制單元的端。通過控 制單元的插塞連接器，控制多個控制單元與中心電池組控制單元之間的通信變得可行。優(yōu) 選地，插塞連接器和電子電路被設(shè)置用于現(xiàn)場總線通信，如通過使用串行總線。進一步，當(dāng)分流器被設(shè)置在控制單元的正控制端與負控制端之間以便測量在正控 制端與負控制端之間流動的電流時，這是優(yōu)選的。所述分流器形成電流連接器桿且各自的 控制單元被設(shè)置用于將正控制端連接至除負控制端所連接的電池組電池之外的電池組電 池的接線柱。因而，控制單元在兩個電池組電池之間串連連接，使得通過使用設(shè)置在控制單 元殼內(nèi)的正控制端與負控制端之間的分流器可以測量流過電池的電流。通過優(yōu)選的實施方案與附圖將進一步說明本發(fā)明。本發(fā)明顯示了

圖1 包括電池組電池和控制單元的蓄電池裝置的示意性透視圖；圖2 -圓柱形殼內(nèi)的控制單元的分解圖。圖1以示意性的透視圖顯示了蓄電池組組件1，所述蓄電池組組件1包括多個圓柱 形的電池組電池2和專用的圓柱形控制單元3。進一步，中心控制單元4被設(shè)置用于控制 蓄電池組組件1的一組電池組電池2?？刂茊卧?包括用于監(jiān)測并控制至少一個專用的電 池組電池2的狀態(tài)的電子電路。每一個控制單元3包括用于測量流過正控制端5a和負控 制端5b的電壓的分流器。而且，可以將溫度傳感器、電流傳感器和/或電壓傳感器(未顯 示)集成在控制單元3內(nèi)?？刂贫?a、5b從控制單元殼6的頂面突出。而且，插塞連接器7設(shè)置在控制單元 殼6內(nèi)，優(yōu)選設(shè)置在電池殼8的底面處。插塞連接器7包括連接至在電池殼8內(nèi)的電子電 路10的端9，其中插塞連接器7和電子電路被設(shè)置成與中心控制單元4進行通信，以便將關(guān) 于專用的電池組電池2的狀態(tài)的狀態(tài)信息傳輸至中心控制單元4和/或接收控制信號或控 制數(shù)據(jù)，以便控制分配給控制單元3的專用的電池組電池2的充電/放電循環(huán)?？刂茊卧獨?具有與電池組電池2的形狀相同的圓柱形形狀。而且，電池正接線 柱Ila和電池負接線柱lib從電池組電池殼8的頂面延伸，這類似于控制端5a、5b從控制 單元殼6延伸。電流連接器桿12按照本身已知的方法在相應(yīng)的電池接線柱11與控制端5之間延 伸，通過使用這樣的電流連接器桿12使電池組電池接線柱11和相應(yīng)的控制端5彼此電連 接，其中電池接線柱11具有內(nèi)螺紋。通過使用電流連接器桿12，電池組電池2可以被串連地電連接，且其中控制單元3 在電池組電池2之間串連連接。任選地，電池組電池2和控制單元3可以并聯(lián)地連接，這取決于集成入控制單元殼5內(nèi)的傳感器。呈分流器形式的電流傳感器要求串連地連接控制單元3，其中電壓傳感器要求并 聯(lián)連接。 圖2顯示了具有圓柱形形狀的控制單元殼6的控制單元3的分解圖。控制單元殼 6被分成上部部件6a和下部部件6b。印刷電路板13被設(shè)置在具有用于監(jiān)測至少一個電池組電池2的狀態(tài)的電子電路 10的控制單元殼6內(nèi)，控制單元3指定和/或用于控制專用的電池組電池2的充電/放電 循環(huán)。用于監(jiān)測和控制電池組狀態(tài)的電子電路10和方法是本領(lǐng)域眾所周知的，因而，并不
需要進一步的說明。分流器14被電連接至電子電路10以及正控制端5a和負控制端5b，使得通過電子 電路10可以測量在正控制端5a與負控制端5b之間流動的電流。而且，將溫度傳感器集成 入被連接至電子電路10的控制單元殼6內(nèi)是有優(yōu)勢的，以便通過使用所測得的溫度來控制 電池組電池的狀態(tài)。例如，可以將溫度傳感器安裝在分流器14的靠近正端5a和負端5b的 金屬部件上。由于分流器14的金屬部件和端5a、5b的高導(dǎo)熱率，所以設(shè)置在那些金屬部件 上的溫度傳感器能夠測量對應(yīng)于連接至控制端5的電池組電池2的溫度的溫度。而且，將插塞連接器7設(shè)置在電池殼8的底部，電池殼8包括連接至電子電路10 的端15。插塞連接器7和電子電路10被設(shè)置用于與中心控制單元4以及其他控制單元5 進行通信。例如，插塞連接器7和電子電路10可以被設(shè)置用于進行總線通信，使得控制單 元3能夠與任何其他控制單元3或中心控制單元4進行通信。
權(quán)利要求
一種蓄電池組裝置(1)，其包括多個電池組電池(2)和多個控制單元(3)，所述電池組電池(2)具有電池殼(8)和從所述電池殼(8)突出的電池接線柱(11a、11b)，每一個所述控制單元(3)包括控制單元殼(6)和所述控制單元殼內(nèi)的設(shè)置用于監(jiān)測和控制所述電池組電池狀態(tài)的電子電路(10)，其特征在于所述控制單元(3)包括延伸到所述控制單元殼(6)外部的控制端(5a、5b)，所述控制端(5a、5b)電連接至所述電子電路(10)，且其中所述控制單元殼(6)的形狀適合所述電池殼(8)的形狀，使得所述控制單元(3)能夠根據(jù)電池組電池(2)被并排設(shè)置到電池組電池(2)并按照相同的方式被電連接至電池組電池(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池組裝置(1)，其特征在于，所述電池殼(8)和所述控制 單元殼(6)具有圓柱形形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蓄電池組裝置(1)，其特征在于，電池正接線柱(Ila)和 電池負接線柱(lib)在所述電池殼⑶的頂面處從所述電池殼⑶突出；且正控制端(5a) 和負控制端(5b)在所述控制單元殼(6)的頂面處從控制單元殼(6)突出，所述正控制端 (5a)和所述負控制端(5b)被設(shè)置成彼此之間的距離類似于所述電池正接線柱(Ila)和所 述電池負接線柱(lib)之間的距離。
4.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的蓄電池組裝置(1)，其特征在于，電流連接器桿(12) 被連接至電池接線柱(IlaUlb)和控制單元端(5a、5b)，使得專用的電池組電池(2)的電池 接線柱(11)彼此電連接，且所述控制單元(3)被連接在電池接線柱(11)之間。
5.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的蓄電池組裝置(1)，其特征在于，插塞連接器(7)被設(shè) 置在所述控制單元殼(6)內(nèi)，所述插塞連接器(7)包括端(9)，所述端(9)被連接至電子電 路(10)并被設(shè)置成使所述控制單元(3)插線連接至中心電池組控制單元(4)。
6.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的蓄電池組裝置(1)，其特征在于，分流器(14)被設(shè)置 在所述正控制端(5a)與所述負控制端(5b)之間以便測量在所述正控制端(5a)與所述負 控制端(5b)之間流動的電流，所述分流器(14)形成電流連接器桿(12)且各自的控制單元 (4)被設(shè)置用于將所述正控制端(5a)電連接至除所述負控制端(5b)所連接的電池組電池 (2)之外的電池組電池(2)的電池接線柱。
全文摘要
公開了一種蓄電池組裝置(1)，其包括多個電池組電池(2)和多個控制單元(3)，電池組電池(2)具有電池殼(8)和從電池殼(8)突出的電池接線柱(11a、11b)，控制單元(3)包括控制單元殼(6)和設(shè)置在控制單元殼(6)內(nèi)用于監(jiān)測和控制電池組電池狀態(tài)的電子電路(10)?？刂茊卧?3)包括延伸到控制單元殼(6)外部的控制端(5a、5b)，所述控制端(5a、5b)電連接至電子電路(10)?？刂茊卧獨?6)的形狀適合電池殼(8)的形狀，使得控制單元(3)可以根據(jù)電池組電池(2)被并排設(shè)置到電池組電池(2)并按照相同的方式被電連接至電池組電池(2)。
文檔編號H01M10/48GK101849301SQ200880106745
公開日2010年9月29日 申請日期2008年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月30日
發(fā)明者P·穆伊斯 申請人:江森自控帥福得先進能源動力系統(tǒng)有限責(zé)任公司