导电轨和包括导电轨的电化学设备的制作方法

本发明涉及用于使电化学设备的第一部件与第二部件导电连接的导电轨，其中，导电轨包括用于使导电轨与第一部件导电连接的第一接触区域和用于使导电轨与第二部件导电连接的第二接触区域。

背景技术：

1、在此，电化学设备的第一部件例如可以是电化学设备的第一电化学模块的电流端子，而电化学设备的第二部件可以是电化学设备的第二电化学模块的电流端子。

2、电化学设备例如是车辆驱动电池，并且电化学模块例如是车辆驱动电池的电池模块，其中，电池模块本身分别包括多个形式为电池的电化学单元。

3、通过在车辆驱动电池的第一电池模块与第二电池模块之间建立导电连接的导电轨，使得在车辆驱动电池充电时和在借助车辆驱动电池进行驱动的车辆运行时都有较高的电流通过导电轨进行传输。

4、在此期望的是，导电轨在充电时和在输出功率电流时尽量少地发热。

5、为了减少导电轨的发热，可以增大导电轨的导电的横截面。由此，使得在电化学设备正常运行时往往实现温度的降低，然而其中，必须以在导电轨的材料方面的较高的材料投入以及与之相关的较高的制造成本为代价。

6、此外，由现有技术已知有主动冷却的导电轨和被动冷却的导电轨。

7、然而，当通过增大导电轨的导电的横截面来减少导电轨的自发热时，由于采用了导电轨的增大的横截面，由此使得也更好地进一步导引例如在通过导电轨彼此连接的电化学模块的一个或多个电化学单元发生故障时所生成的热能。

8、因此，如果由于电化学单元过度充电或在其中一个电化学模块的电化学单元受损的情况下而出现相关的电化学单元的温度突然提高（即所谓的“热失控”），这导致相关的电化学单元受损，那么由于发生经过导电轨向分别另外的电化学模块的电化学单元的热量传输，也将在该另外的电化学模块的电化学单元处引发这种“热失控”。

9、通过对导电轨的被动冷却仅能够实现较低的散热性能，由此无法充分减少经由导电轨的热传播，以便排除经过导电轨的“热失控”的散播。

10、理论上，通过对导电轨的主动冷却有可能实现防止经过导电轨而使“热失控”传输的足够的散热性能；然而，针对导电轨的主动冷却的总体技术上的耗费是非常高的。

技术实现思路

1、本发明的任务在于提供一种上述类型的导电轨，该导电轨以合理的耗费降低或延迟了从电化学设备的第一部件经过导电轨到电化学设备的第二部件的热传播，从而减少了与第一部件联接的电化学单元的“热失控”在短暂的时间之后引发与第二部件联接的电化学单元的“热失控”的风险。

2、根据本发明，该任务在具有权利要求1的前序部分的特征的导电轨中通过如下方式来解决，即，导电轨在第一接触区域与第二接触区域之间的电流路径中具有至少一个横截面减小的区域，在该横截面减小的区域中，导电轨的导电的横截面通过至少一个凹部减少。

3、根据本发明的解决方案基于以下构思，即，在导电轨中引入限于一小段或几小段的横截面减小部，其中，通过局部有限的横截面缩减，使得电阻仅稍微提升，而导电轨的热阻却显著提升。

4、由此减少了经过导电轨的热传播，而不影响导电轨对于电化学设备的第一部件与电化学设备的第二部件之间建立导电连接的可用性。

5、导电轨的横截面缩减例如可以通过如下方式来形成，即，在导电轨的横截面减小的区域内布置有一个或多个圆孔、布置有一个或多个长孔或布置有一个或多个部分冲制出的部段。

6、根据本发明的导电轨的功能原理类似于电导体迹线上的所谓的热阱。

7、由于在导电轨的横截面减小的区域中在非常短的路段上的强烈的横截面变细对于电流而言变得有效，使得导电轨的电阻的很小地、优选小于10%地提高，并且存在于导电轨的凹部之间的狭窄部位尽管电流密度很高，但由于导电轨的直接邻接的较大的外表面而被很好地散热。

8、然而，横截面减小的区域中的横截面减小（例如减小了三分之二以上）对于热量的传输来说却表现出相当大的障碍，从而使得导电轨沿其纵向方向的热阻明显提高，优选提高了200%以上。

9、在本发明的一个优选的设计方案中设置的是，导电轨的横截面减小的区域包括一个或多个（优选至少三个、例如至少五个）贯通开口。

10、这种贯通开口优选从导电轨的朝向在导电轨安装状态下的待彼此连接的部件的下侧延伸直到导电轨的远离在导电轨的安装状态下的待彼此导电连接的部件的上侧。

11、为了预防可能导致导电轨损坏的缺口效应而优选设置的是，其中至少一个贯通开口具有圆化的边缘。

12、特别有利的是，导电轨的横截面减小的区域的所有贯通开口都具有圆化的边缘。

13、在本发明的一个优选的设计方案中设置的是，其中至少一个贯通开口构造为呈圆形的孔、构造为长孔或构造为切口。

14、特别有利的是，横截面减小的区域包括多个贯通开口，这些贯通开口沿着打孔线相继跟随，并分别通过狭窄部位或中间空间彼此分隔开。

15、在此已被证实有利的是，至少一个狭窄部位的沿着打孔线的延伸小于与狭窄部位或中间空间相邻的其中至少一个贯通开口的沿着打孔线的延伸的一半，特别是三分之一，特别优选四分之一。

16、优选地，横截面减小的区域的导电的横截面小于横截面减小的区域在不存在凹部的情况下的导电的横截面的一半，尤其是三分之一，特别优选四分之一。

17、此外优选设置的是，横截面减小的区域的导电的横截面小于导电轨的在导电轨的第一接触区域与第二接触区域之间的电流路径中与横截面减小的区域邻接的区域的导电的横截面的一半，尤其是三分之一，特别优选四分之一。

18、原则上可以设置的是，导电轨在第一接触区域与第二接触区域之间的电流路径中只具有唯一的横截面减小的区域。

19、对此替选地，也可以设置的是，导电轨在第一接触区域与第二接触区域之间的电流路径中具有多个相互间隔开的横截面减小的区域。

20、在本发明的一个优选的设计方案中设置的是，导电轨在第一接触区域中和/或第二接触区域中分别具有一个或多个紧固件贯通开口。

21、在导电轨的安装状态下，紧固件可以延伸穿过每个这样的紧固件贯通开口，借助紧固件将导电轨（优选以能松开的方式）定固在相关的接触区域处。

22、这种紧固件例如可以包括紧固螺钉和与紧固螺钉处于嵌接的紧固螺母。

23、此外，在本发明的一个优选的设计方案中设置的是，导电轨包括将第一接触区域和第二接触区域彼此连接起来的连接区域，其中，连接区域沿着导电轨的连接方向延伸，并且第一接触区域和/或第二接触区域在导电轨的横向于（优选垂直于）连接方向取向的横向方向上从连接区域突出。

24、在此例如可以设置的是，第一接触区域和第二接触区域在连接区域的同一侧从连接区域突出。

25、对此替选地也可以设置的是，第一接触区域和第二接触区域在连接区域的不同侧从连接区域突出。

26、在前一种情况下，从连接区域和两个接触区域的俯视图中可以看出，导电轨基本上呈u形地构成。

27、在后一种情况下，从连接区域和两个接触区域的俯视图可以看出，导电轨基本上呈z形地构成。

28、在本发明的另一设计方案中设置的是，导电轨包括将第一接触区域和第二接触区域彼此连接起来的连接区域，其中，连接区域沿着导电轨的连接方向延伸，并且第一接触区域和/或第二接触区域在导电轨的平行于连接方向取向的纵向方向上从连接区域突出。

29、在这种情况下，在连接区域和两个接触区域的俯视图中可以看出，导电轨优选基本上呈矩形地构成。

30、为了可以使导电轨的第一接触区域和第二接触区域相对彼此运动，以此使得可以在电化学设备的运行中例如补偿制造公差、装配公差和/或不同的热膨胀，可以设置的是，布置在第一接触区域与第二接触区域之间的电流路径中的连接区域是可弹性和/或可塑性变形的。

31、尤其地，这种连接区域可以具有至少一个波状的补偿区段。

32、这种波状的补偿区段例如可以具有两个侧翼和连接两个侧翼的波峰。

33、在此可以设置的是，在波状的补偿区段的侧翼中布置有至少一个横截面减小的区域。

34、在本发明的一个特别的设计方案中可以设置的是，在第一接触区域与连接区域之间的电流路径中布置有至少一个横截面减小的区域，和/或在第二接触区域与连接区域之间的电流路径中布置有至少一个横截面减小的区域，尤其是当连接区域可弹性和/或可塑性变形时。

35、对此替选或补充地可以设置的是，在布置于第一接触区域与第二接触区域之间的电流路径中的可弹性和/或可塑性变形的连接区域中布置有横截面减小的区域。

36、这种横截面减小的区域可以沿着导电轨的横向方向延伸，从而使得横截面减小的区域的打孔线优选基本上平行于导电轨的横向方向地取向。

37、这种横截面减小的区域可以偏离中心地或基本上居中地布置在连接区域处。

38、对此替选地可以设置的是，布置在连接区域中的横截面减小的区域相对于居中的布置方式朝导电轨的第一接触区域或第二接触区域偏移地布置。

39、此外可以设置的是，导电轨具有相对导电轨的横向方向倾斜延伸的至少一个横截面减小的区域，从而使得横截面减小的区域的打孔线优选与导电轨的横向方向夹成锐角。

40、该锐角可以至少为10°，优选至少为30°，特别优选至少为40°。

41、此外，该锐角可以小于80°，优选小于60°，特别优选小于50°。

42、这种横截面减小的区域优选相对连接区域倾斜地在连接区域上延伸，也就是说从位于连接区域的朝向第一接触区域一侧的端部区域穿过连接区域地延伸直到位于连接区域的朝向第二接触区域一侧的另外的端部区域。

43、在本发明的一个特别的设计方案中设置的是，横截面减小的区域包括至少一个切口和至少一个外突部。

44、在此，各自的切口形成凹部，该凹部减少了导电轨在横截面减小的区域内的导电的横截面。

45、导电轨优选包括导热率至少为50 w/mk、尤其是至少为150 w/mk、特别优选至少为200 w/mk和/或比热容至少为200 j/kgk、尤其是至少为350 j/kgk、特别优选至少为800 j/kgk的材料。

46、优选地，导电轨基本上完全由这种材料形成。

47、尤其地，导电轨可以由主要由铝或主要由铜构成的材料形成。

48、根据本发明的导电轨尤其适用于作为电化学设备的组成部分的应用，该电化学设备包括具有第一电流端子的第一电化学模块、具有第二电流端子的第二电化学模块和根据本发明的导电轨，其中，导电轨将第一电化学模块的第一电流端子和第二电化学模块的第二电流端子彼此导电连接起来。

49、第一电化学模块可以包括第一壳体，并且第二电化学模块可以包括第二壳体。

50、优选地，在第一电化学模块的第一壳体与第二电化学模块的第二壳体之间布置有隔热部。

51、隔热部的热阻优选大于导电轨的热阻的四分之一，尤其是三分之一，特别优选一半，例如三分之二。

52、布置在第一电化学模块的第一壳体与第二电化学模块的第二壳体之间的隔热部可以包括空气层和/或由固体材料制成的隔热层。

53、由固体材料构成的隔热部例如可以包括云母，且优选基本上完全由云母形成。

54、由隔热的固体材料构成的层的厚度优选至少为0.5 mm，尤其是至少为1 mm。

55、隔热部的空气层的厚度优选至少为0.5 mm，尤其是至少为1 mm。

56、根据本发明的导电轨可以具有一连串的呈圆形的孔、长孔、切口和/或外突部，它们通过激光、冲压、冲制、深拉或类似的加工措施地沿着从导电轨的第一接触区域到第二接触区域的电流路径引入到导电轨的基体中。

57、在导电轨承受交变机械载荷时，呈圆形的孔相较于长孔而言更不容易撕裂。

58、长孔优选被非常窄地成形，其中，导电轨的保留在一连串相继跟随的长孔之间的狭窄部位具有优选小于在未引入长孔的情况下导电轨的初始横截面的三分之一的导电的横截面。

59、一连串的长孔、呈圆形的孔、切口和/或外突部优选横向于、特别优选基本上垂直于导电轨的连接方向或纵向方向地延伸。

60、如果导电轨具有包括波状的补偿区段的连接区域，则一连串的长孔、呈圆形的孔、切口和/或外突部尤其可以布置在波状的补偿区段中或波状的补偿区段旁边。

61、一连串的长孔、呈圆形的孔、切口和/或外突部也可以相对导电轨的连接方向或纵向方向倾斜地和/或相对导电轨的横向方向倾斜地在导电轨的波状的补偿区段上延伸。

62、由于一连串的长孔、呈圆形的孔、切口和/或外突部的倾斜布置方式的机械稳定化的作用，使得导电轨的横截面减小的区域的这种设计方案尤为有利。

63、导电轨的至少一个横截面减小的区域可以在导电轨的一个或多个外边缘处包括一个或多个凹口，以便确保导电轨的横截面减小的区域的狭窄部位均匀散热。如果横截面减小的狭窄部位位于导电轨的外边缘处，则该狭窄部位只有较小的相邻的导电轨的外表面被提供用于散热，从而使得相关的狭窄部位比横截面减小的区域的其他狭窄部位更热。

64、横截面减小的区域的狭窄部位优选基本上彼此等距地布置。

65、横截面减小的区域的狭窄部位被定尺寸成，使得在通过导电轨提取峰值电流的情况下电流始终远低于存在于电流回路中的保险丝的触发阈限。