[发明专利]电连接和建立电连接的方法

说明书

本发明涉及扁平部件(2)和连接部件(10)之间的电连接，其中扁平部件(2)和连接部件(10)在重叠区域中彼此叠置地布置，其中扁平部件(2)的朝向连接部件(10)的接触表面(12)在重叠区域中被构造为起伏状，并且扁平部件(2)通过结构化的接触表面(12)与连接部件(10)摩擦焊接，尤其是超声焊接。

技术领域

本发明涉及在扁平部件和连接部件之间的电连接以及建立这种电连接的方法。该电连接尤其用于汽车应用中，尤其是用于扁平导体与连接部件的连接，例如设计成扁平电缆的电池导线区域，设计成扁平导体等的电池单元连接器或母线。

背景技术

扁平导体与连接部件尤其是在汽车应用中的电连接必须长期稳定。此外，要求低的过渡电阻，尤其是在机动车的能量导体的区域中，以便使过渡区域中的电损耗保持尽可能低。这在电池电缆和电池单元连接器领域特别重要。

另外，已经确立了将铝用于机动车辆中的电导体。但是，铝材料对连接技术提出新的挑战，无论是在过渡电阻方面还是在与其他金属材料的连接方面。鉴于对载流能力的高要求，通常使用较大的导体横截面，这意味着对于大多数材料配合连接技术，其他基础材料也面临挑战。

发明内容

在这种背景下，本发明的目的在于，在扁平部件和连接部件之间提供长期稳定的电连接，该长期稳定的电连接不仅能够借助于材料配合，额外地还借助于形状配合并且尤其可以过程可靠地和/或经济地建立。

该目的通过根据权利要求1的电连接和根据权利要求28的方法实现。

扁平部件可以形成为例如具有正方形或矩形横截面的实心材料部件。连接部件也可以由实心材料制成，例如具有正方形或矩形的横截面，并且例如也可以是扁平部件或连接片，压接件，夹紧连接件，螺栓连接件或类似。连接部件可以是由金属材料，尤其是铝材料或铜材料制成的绞合导体。扁平部件和连接部件都可以形成为电缆的导体。电缆可以在连接部件和扁平部件之间的重叠区域中去绝缘，使得扁平部件和连接部件的裸露金属可以在重叠区域中叠置地布置。

连接部件可以由实心导体或柔性导体制成。连接部件和扁平部件的基材可以相同或不同。连接部件和扁平部件可以被涂层。特别是扁平部件可以镀镍。该涂层尤其可以施加在接触区域中。基材和涂层材料可以彼此不同。

扁平部件在周面上具有四个表面，其中在矩形横截面的情况下具有两个优选彼此平行的宽表面和两个优选彼此平行的窄表面。扁平部件具有纵向延伸。宽表面的侧边缘和窄表面的侧边缘沿着纵向延伸而延伸。扁平部件在端面侧具有横向延伸的端面边缘。窄表面沿着扁平部件的高度延伸而延伸。

特别地，扁平部件的宽表面可以在一个区域中形成为接触表面。为此目的，扁平部件的表面在接触表面中，即尤其是在连接部件和扁平部件之间的重叠区域中被构造为起伏状的。连接部件被放置在该起伏状结构上并且被摩擦焊接，尤其是通过超声焊接。

通过接触表面的起伏状结构，连接部件在焊接过程开始时仅搁置在扁平部件的较小总面积上。接触表面具有总面积，其中通过起伏状的结构，在焊接过程开始时仅该总面积的一部分与连接部件接触。

这导致，在焊接过程开始时，所施加的焊接能量，特别是振动能量仅作用在较小的接触表面上，因此在接触表面区域内的接触压力特别高。由于起伏结构而减少了接触面，因此在焊接过程开始时，处于牢固聚集状态的连接配对件在给定摩擦系数下彼此的摩擦力足够小，因此，焊接工具可以将足够的动能点状地引入连接区域，以部分熔化连接配合件。

随着焊接持续时间的增加，更多的能量被引入接合区域。连接配对件的边缘层从初始接合面开始塑化。由于连接区域中连接配合件的结构类型和塑化作用，接合面变大。通过塑化会降低摩擦系数，因此尽管增加了接触面积，但焊接工具的动能足以完成焊接过程。

起伏结构导致在焊接过程开始时，在扁平部件和连接部件之间的接触表面的区域中，扁平部件和/或连接部件的材料非常快速地塑化。由于发生的塑化作用，连接部件逐渐深入到起伏形结构中。