专利名称：用于机动车的电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于机动车的电池。
背景技术：
为给电动汽车或混合动力汽车的驱动系统供给能量，使用具有高功率密度的高压电池。为达到期望的高的端电压，在这种电池中多个电化学单元电池串联连接，由此单元电池的相对较低的端电压相加得到电池的期望的总的端电压。由于这种电池在工作时的高的充电和放电功率，各个电化学单元电池在电池充电或放电时温度会剧烈升高。因此，为了避免过热,这种电池必须被冷却。DE 10 2005 047 034 Al公开了一种用于冷却车辆电池的装置，其中电池的各个单元电池容纳在壳体中并借助鼓风机以空气进行环绕冲刷。由于空气的热容相对较低，这 种冷却装置必须具有功率强大且因此沉重的鼓风机，以便确保期望的散热。DE 10 2006 004 419 Al公开了另一种冷却装置，其中在电池的每两个单元电池之间设置有板片状的冷却元件，冷却剂流过该冷却元件。这种装置冷却性能好，但结构上沉重且耗费大。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种用于机动车的电池，其可以很好地被冷却并同时具有轻的自重和简单的结构。这一目的通过具有权利要求I的特征的电池实现。这种用于机动车的电池具有一电池壳体,在该电池壳体中容纳有至少一个具有多个电化学单元电池的单元电池组。(同)一个单元电池组的单元电池保持在一个相应的单元电池支承件中，其中该单元电池支承件的顶盖部件具有一用于冷却单元电池组的单元电池的冷却剂管路。亦即这种电池的单元电池支承件具有两个功能。一方面单元电池支承件把单元电池保持在其被期望的位置，另一方面可以通过内置在顶盖部件中的冷却剂管路将热量从电池的各个电化学单元电池中导出。通过这种功能集成实现了特别轻的电池。因为电化学单元电池被直接保持在单元电池支承件上，此外还存在直接接触，因此来自电化学单元电池的热量可以直接通过导热管被传输给冷却剂管路并由此传输给流经冷却剂管路的冷却流体。这特别好地实现了电池的散热。在本发明的一种优选实施方案中，单元电池在其分接极/抽头极(Abgriffspole)这一侧上与顶盖部件连接。由于单元电池的电极中的电流密度在分接极这侧上特别高，所以在那里积累的热量特别多。亦即这种布置恰好将热量从单元电池的热负荷特别大的区域中导出。在本发明的另一实施方案中，在(同)一个单元电池组的每相邻的单元电池间存在有一气隙。一方面该气隙通过对流实现散热，从而使积累在单元电池的不与单元电池支承件直接接触的区域中的热量也被输出。但同时这种气隙还实现了相邻的单元电池间的一定的热隔离，因为在存在这种气隙的情况下，相邻的单元电池由于空气的低导热性能几乎不互相加热。在(每)一个单元电池组的单元电池与顶盖部件之间也可以设有一气隙。于是顶盖部件仅局部地接触单元电池，例如直接接触其分接极，由此仍然始终存在充分的热接触。在此，由于气隙(的存在)热量也可以通过对流输送并传输给单元电池支承件。此外，气隙还为电池各部件的热膨胀提供了空间，从而在电池温度升高时避免了各个单元电池之间和单元电池的接触元件之间的应力。电池壳体优选气密地封闭。由此阻止了，在单元电池故障时电解液排放到周围环境中。原则上不需要借助鼓风机等使在电池壳体的可能存在的小的空气体积中的空气发生流动，因为由于单元电池支承件的高的散热功率，在空气空间内的对流完全足够用于热量分布。为了在电池壳体内部实现特别好的热量分布，根据本发明的另一优选实施方案还 可以设置至少一个通风机用于使电池壳体内部的空气进行循环。这种通风机用于支持电池壳体内的由对流引起的热量分布。由于通过冷却剂管道进行真正的散热，所以这种通风机可以在尺寸上特别小和轻。电池优选具有至少两个单元电池组，所述单元电池组在电池的安装位置中布置成竖直叠置的。在此，在各个单元电池组之间分别设置有相应单元电池支承件的顶盖部件。这种电池也可模块式地构造并通过使分别与所属单元电池支承件相连接的单元电池组相堆叠而叠置形成。因为每个单元电池支承件都具有冷却管道，所以这种电池可以在其整个体积上被特别好地冷却。冷却剂管路优选蛇形地延伸通过顶盖部件。由此在单元电池支承件本身和流经冷却剂管路的冷却介质之间可产生特别大的接触面积，从而得到特别好的冷却功率。在此特别合适的是，通过浇注将冷却剂管路内置在顶盖部件的塑料基体中。电池的所有顶盖部件的冷却剂管路优选与电池壳体的一公共的冷却剂连接端相连接。这使得电池的装配特别简单，这是因为从外部仅有一冷却剂输入管路和一冷却剂输出管路必须与电池连接，从而必要时具有不同数目单元电池组的电池也可以与冷却系统的在其它方面都相同的外部组件相连接。此外，本发明还涉及一种具有所述类型电池的机动车。
以下借助附图详细说明本发明和其实施方案。该唯一的附图示出根据本发明的电池的一实施例的透视图。
具体实施例方式一个整体以10表示的、用于机动车的高压电池由多个单元锂电池12构成，为了清晰起见并未在图中示出全部的单元锂电池。为达到期望的数百伏特的端电压，所述单元锂电池12串联连接。各单元电池12组成多个单元电池组14并分别通过相应的公共的载体支承件15来保持。支承件15由一基架17以及一顶盖板16组成。从基架17的底部21突出的接片19界定单个单元电池12的容纳部。顶盖板16具有塑料基体18，该塑料基体具有在顶盖板16的整个面上延伸的蛇形的冷却剂管路32。当电池10工作时，冷却介质流经该冷却剂管路，以便导出在单元电池12中积累的热量。有利的是，冷却剂管路32被注入顶盖板16中。尤其合适的是，冷却剂管路32设置在顶盖板16中，并在单元电池12的分接极24的一侧上被安装在单元电池12上，这是因为在分接极24的紧邻的周围环境中积累了特别多的热量。为了也能导出单元电池的其它区域中的热量，在相邻的单元电池12之间设有气隙34。在单元电池的端面36与顶盖板16之间也设有气隙38。通过气隙34、38可以通过对流额外将热量从单元电池12导出。气隙34、38并不用于电池10的真正的散热(其通过冷却剂管路32进行)，而是更多地用于使热量在电池10内部均匀 分布。必要时还可以通过未示出的通风机来促进由对流造成的热量分布。各个单元电池组14安置在一壳体40中并可以与其一起固定在机动车的车身部件中。各个单元电池组14之间不需要其它的机械连接，它们可以简单地在壳体40内叠置地堆叠，这样实现了电池10的特别简单的生产。壳体40宜是液密的和气密的，使得在单元电池12磨损时不会有电解物质排放到周围环境中。电接触元件20被注入顶盖板16中，所述接触元件也没有在图中全部示出。接触元件20具有开口 22，单元电池12的连接极24插入开口 22中。接触元件20的开口具有插入斜面，该插入斜面便于连接极24的插入。因此为了组装一个单元电池组14，该单元电池组14的单元电池12仅需要在单元电池支承件15的基架17中被粗略预定向。在放上顶盖板16时，单元电池12通过其分接极24与接触元件20的插入斜面之间的相互作用而被自动正确定向。由此可以特别好地自动化这种的电池10的生产。与相邻的单元电池12触点接通的接触元件22通过桥部28相互导电连接，因此得到在单元电池组14中单元电池12的串联连接。各个单元电池组14继而又通过另外的连接元件30在串联意义上相互连接，因此虽然普通的单元电池的端电压低，如单元锂电池约为I. 7V，但是仍可以达到数百伏特的电池总电压。在顶盖板16中还可以内置有电池10的其它元件。例如可以连同顶盖板16的塑料基体18 —起浇注一控制装置，该控制装置可以在电池10充电或放电时平衡单元电池12的载荷状态，这显著提高了这种电池10的寿命。因此每个顶盖板16与所属的单元电池12和单元电池支承件的基架17 —起构成一个模块，该模块提供了单元电池12运行所需的所有功能。由该单个的模块可以通过最简单的方式构造不同尺寸的电池10。
权利要求
1.一种用于机动车的电池(10)，所述电池具有电池壳体(40)，在所述电池壳体中容纳有至少一个具有多个电化学单元电池(12)的单元电池组(14)，其中，一个单元电池组(14)的单元电池(12)被保持在一相应的单元电池支承件(15)上,其中，该单元电池支承件(15)的一板状的顶盖部件(16)具有一用于冷却单元电池组(14)的单元电池的冷却剂管路(32)。
2.根据权利要求I所述的电池(10)，其特征在于，所述单元电池(12)在单元电池(12)的分接极(24)的一侧上与所述顶盖部件(16)相连接。
3.根据权利要求I或2所述的电池(10)，其特征在于，在一个单元电池组(14)的每相邻的单元电池(12 )之间设有一气隙(34 )。
4.根据权利要求I至3之一所述的电池(10)，其特征在于，在一个单元电池组(14)的单元电池(12)与顶盖部件(16)之间设有一气隙(38)。
5.根据权利要求I至4之一所述的电池(10)，其特征在于，所述电池壳体(40)气密地封闭。
6.根据权利要求I至5之一所述的电池(10)，其特征在于，设有至少一个通风机用于使空气在所述电池壳体(40)内循环。
7.根据权利要求I至6之一所述的电池(10)，其特征在于，所述电池(10)具有至少两个单元电池组(14)，所述至少两个单元电池组在所述电池(10)的安装位置中布置成竖直叠置的，其中，这些单元电池组(14)通过相应的单元电池支承件(15)的顶盖部件(16)分隔开。
8.根据权利要求I至7之一所述的电池(10)，其特征在于，所述冷却剂管路(32)蛇形地延伸通过所述顶盖部件(16)。
9.根据权利要求I至8之一所述的电池(10)，其特征在于，所述电池(10)的所有顶盖部件(16)的冷却剂管路(32)与所述电池壳体(40)的一公共的冷却剂连接端相连接。
10.一种具有根据权利要求I至9之一所述的电池(10)的机动车。
全文摘要
本发明涉及一种用于机动车的电池(10)，所述电池具有电池壳体(40)，至少一个具有多个电化学单元电池(12)的单元电池组(14)容纳在所述电池壳体中，其中，一个单元电池组(14)的单元电池(12)被保持在一相应的单元电池支承件(15)上，该单元电池支承件(15)的一顶盖部件(16)包括一用于冷却单元电池组(14)的单元电池(12)的冷却剂管路(32)。即单元电池支承件(15)集保持功能和冷却功能于一身，因此这种电池(10)结构特别简单并特别轻。通过顶盖部件(16)大的表面确保了良好的散热。
文档编号H01M10/50GK102792484SQ201180011382
公开日2012年11月21日 申请日期2011年2月3日 优先权日2010年3月1日
发明者N·恩宁 申请人:奥迪股份公司