導體模塊和具有這種導體模塊的電化學蓄能器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種導體模塊和一種具有這種導體模塊的電化學蓄能器。
【背景技術】
[0002]鋰基蓄電池的應用領域除了全電動汽車或混合動力車以外還包括電動工具、電子娛樂電器、計算機、移動電話和其它應用。這種尤其電化學的蓄能器大多包括一個或多個電池單元。
[0003]電池系統經常由許多電池單元構成，它們組成一個模塊。在此各個電池單元通過導電連接相互接通，例如串聯。因為模塊例如為高功率需求的節拍式逆變器提供能量，可能產生具有高峰值的電流。這可能導致高場強的磁故障。由此干擾可能感應到電池系統里面，這可能干擾電池的電池管理系統(BMS)。此外這種干擾由于輻射或入射也不利地影響其它電設備，例如收音機。這尤其適用于汽車牽引電池，它們具有塑料外殼，該外殼不提供屏蔽。
[0004]由文獻US 2010/0210318 A1已知移動的通訊裝置，它具有可再充電的電池系統。這種電池系統可以具有濾波器、例如鐵氧體磁芯，它可以設置在輸出導線上。
[0005]文獻US 5，471，658A描述了一種通訊系統，它具有電池。在電池外部還設置鐵氧體磁芯。
[0006]由文獻DE 201 08 259 U1已知電池充電系統，它用于電池再充電。在此電池充電導線配有鐵氧體磁芯。
【發明內容】
[0007]本發明的內容是導體模塊，具有至少兩個電導體段，其中，所述導體模塊還具有至少部分地圍卡至少兩個電導體段的鐵氧體磁芯，用于抑制共模干擾，其中所述鐵氧體磁芯與至少兩個電導體段機械地連接成一個元件，并且這樣選擇至少兩個電導體段，在導體模塊運行時并且在沒有共模干擾時通過電導體段通過鐵氧體磁芯地流動零電流總和(為零的和電流)。
[0008]上述導體模塊能夠以特別有利的方式顯著減少電子元件、例如電池模塊由于電磁故障引起的干擾、尤其是共模干擾，例如由于導體和磁場復合的電磁干擾，其中還允許特別有利地執行到電系統、例如電池系統里面。
[0009]在此尤其可以在那種應用中使用這種導體模塊，其中通過分散的導體、例如電流排(英文:Busbars)或匯流排流動高的尤其通過逆變器或DC-DC變換器的脈沖的電流。例如，導體模塊可以用于，連接在電池系統里面的不同的部件，例如電池單元模塊，BDU(Battery Disconnect UNIT (電池斷開單元)也稱為Junct1n-Box (接線盒))，保險、電流傳感器等，或者例如使電池單元與相應的觸點或耗電器或在與其它電池單元連接。尤其這種導體模塊可以在汽車牽引電池中應用。
[0010]上述的電池模塊包括至少兩個電導體段，其中所述導體模塊不限制于設有兩個電導體段。而是也可以設置許多大于兩個的數量的電導體段，例如四個導體，它們仍然共同地具有零電流總和。
[0011]外部干擾，例如高頻脈沖逆變器或DC-DC變換器的干擾，可能將導體復合或作為電磁場入射到導體模塊或包括導體模塊的電池里面。由此它們可能引起共模干擾，它們可能不利地蓄能器的信號處理單元或相鄰的元件。例如通過干擾電池管理系統(BMS)的電池電壓測量可能在電池中出現測量誤差。這例如可能負面地影響確定充電狀態(State-of-Charge, SoC)和老化狀態(State-of-heath，SoH)。此外尤其可能超過相關磁場的允許極限值，例如在汽車里面。尤其為了保持這個極限值，措施如導體模塊是有利。在此關于共模干擾以公知的方式理解為干擾或影響，它們以相同相位和相同振幅作用于至少兩個導體段。
[0012]為了有效地減小上述效應，設有至少部分地圍卡至少兩個導體段的鐵氧體磁芯，用于抑制共模干擾。在此關于鐵氧體磁芯或鐵氧體過濾器尤其理解為一個元件，它包括鐵氧體，或者由鐵氧體制成并由此電磁場本身集中并因此可以避開環境，如同專業人員基本公知的那樣。由此可以實現特別有效地屏蔽電磁場。在此至少部分圍卡至少兩個電導體段的鐵氧體磁芯還可以理解為一個鐵氧體磁芯，它環繞兩個導體段，但是被本發明的范圍包括，鐵氧體以及圍卡可以具有中斷，例如更小的空氣隙。
[0013]設有鐵氧體磁芯，由此可以阻尼通過磁場引起的上述共模干擾。因此設置鐵氧體磁芯作為有效措施，用于防止不利地影響例如電池系統的電子部件。
[0014]在此屏蔽在上述導體模塊中因此尤其是特別有利的，因為鐵氧體磁芯這樣定位以及這樣選擇至少兩個電導體段，在導體模塊無干擾運行時或者是不存在通過電導體段的共模干擾通過鐵氧體磁芯地流動零電流總和，也就是說，通過鐵氧體包繞的電流在總和上為零，因為在兩個導體中電流在數值上相同大小但是在相反方向上流動。這例如適用于，兩個導體段由到耗電器的通入導體和返回導體構成。此外如果不存在共模干擾，通過導體段出現零電流總和。電流總和瞬時偏離零，則引起共模干擾，這又按照感應定律導致在鐵氧體磁芯中的磁場，它反作用于磁場源，由此也可以抵制共模干擾。
[0015]在此至少兩個導體段由于其電位差相互間完全電絕緣。此外電導體能夠具有導電性，它根據應用領域足以用于例如在電池系統內部可以用作通入導體或返回導體。這種例如由匯流排高度的電導體段尤其由金屬構成。這種導體段例如包括銅或鋁或由這種材料之一組成，或者可以具有例如相應的導電性。
[0016]因此至少兩個電導體段尤其可以與一個或多個電池單元連接。在此例如可以規定，所述電導體段可以與同一電池單元或者與許多同樣的電池單元這樣連接，使一個電導體段在導體模塊或電池的運行狀態中作為電通入導體使用，或者可以構成這個導體的一部分，并且另一電導體段在導體模塊或電池的運行狀態中作為電返回導體使用或者構成這個導體的一部分。但是原則上不排除而是被本發明范圍包括，電導體段接通不同的電池單元和/或同樣由通入導體或返回導體構成，因此它們通過鐵氧體磁芯地導引零電流總和。
[0017]在上述的導體模塊中還規定，所述鐵氧體磁芯與至少兩個電導體段機械連接成一個元件，尤其通過一個、多個或所有存在的導體段固定。由此可以克服缺陷，即鐵氧體過濾器經常不利地安裝，因為它可能是易脆的，并因此沒有保護措施時可能在機械負荷下、例如振動或沖擊下損傷。但是通過上述布置可以繞過現有技術的這些缺點，由此如上所述、尤其與由現有技術已知的布置相比，導體模塊的壽命和可靠性是特別高的。
[0018]上述的與至少兩個導體段機械連接成一個元件的鐵氧體磁芯的布置，在此尤其意味著，鐵氧體磁芯直接固定或緊固在第一和/或第二電導體段上，或者間接地、即借助于一個或多個其它元件，由此產生獨立的元件，它包括導體和鐵氧體磁芯并且可以作為這種元件進行安裝。
[0019]因此上述解決方案能夠組合兩個或更多個電導體段與鐵氧體磁芯成相關的元件，它提供由方法限定的顯著的優點。因此這種元件經常對于電部件的有利加工是特別有利的，因為它能夠實現特別簡單且有利地組成電系統。這尤其是適用的，與使用單個部件不同，它們必需組成一個公共的電系統。
[0020]匯流排相互間是高歐姆絕緣的并且對外也通過一種材料絕緣，它具有例如在千兆歐姆范圍的絕緣電阻。例如作為電絕緣材料可以使用塑料，如同對于電導線、例如電纜的絕緣由專業人員所公知的那樣。尤其擴展結構尤其可以實現特別簡單的具有公知方法步驟的加工方法。例如在這個擴展結構中可以采用工業上公知的塑料技術工藝，例如注塑、擠出或軟管收縮，用于有