专利名称：带有冷却板的电池和带有相应的电池的机动车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有冷却板的电池和一种带有该电池的机动车辆，其中该电池通过固定系统的设计方案允许尤其有效的装配和冷却。
背景技术：
已知的是，电池模块利用其底侧被布置在冷却板的顶侧上。在此，在冷却板中布置有孔并且电池模块借助于螺旋连接装置与冷却板相连接。在此不利的是，必须从冷却板的底侧施加旋接，这使装配过程变得复杂。此外，在旋入时仅仅相对高成本地通过获得螺栓的阻力矩实现电池模块到冷却板上的限定的压紧力。该压紧力应达到限定的大小，以便使在 电池模块和冷却板之间的热的接触电阻尽可能小。由DElO 2007 063 187 B3已知装置的另一种可能性。该文件示出了一种电池，特别是用于混合动力驱动的机动车辆的电池，所述电池应该能够在故障时用于有目的地传递力，其能够简单地制造并且应具有较小的重量。为此直接地或者间接地通过单电池、即在极侧设置力分布板，该力分布板用于在出现故障时，首先将出现的力分布到电池的单池方向，使得被分布的力通过单电池包以及通过冷却棱(Kiihligel)传递到冷却板。此外还已知，借助于保持带将多个电池单池连接成电池模块，例如由US6 512 347BI得知。虽然多个电池单池相对彼此定位，但是依然无法预设电池模块在冷却板上的固定。
发明内容
依据本发明可使用一种电池，所述电池包括至少一个带有底侧的电池模块、冷却板，所述冷却板带有顶侧和布置在冷却板的顶侧上的与所述冷却板连接的用于所述至少一个电池模块的固定系统，其中，所述固定系统具有至少一条固定带。借助于至少一条固定带将所述至少一个电池模块固定在所述冷却板上，使得所述电池模块的底侧与所述冷却板的顶侧直接接触。在此有利的是，可以将电池模块布置在冷却板上而无需接触冷却板的底侧。现在，在安装依据本发明的电池期间，不再需要转动该冷却板，由此简化了安装过程。借助于固定带可以使电池模块有利地通过几个手柄简单地且快速地固定。因此，可以更简单且更快速地安装或维护依据本发明的电池。依据本发明，所述电池优选地为锂离子电池。在本发明的一种优选的设计方案中规定，借助于所述固定系统将所述至少一个电池模块以预定的压紧力固定在所述冷却板上，优选地以至少3bar、更为优选地至少5bar的压紧力将所述至少一个电池模块固定在所述冷却板上。通过限定的压紧力，能有利地产生在电池模块的底侧和冷却板之间尽可能小的热接触电阻。在本发明的另一优选的设计方案中规定，所述电池模块的底侧与所述冷却板的顶侧的直接接触是导热的。由此能有利地实现电池模块的有效的热量导出。在本发明的另一优选的设计方案中规定，所述至少一条固定带是扁平的，至少带件的贴靠在电池模块的那侧是扁平的。由此，在力相同的情况下能够有利地对电池模块的多个电池单池，特别是两个在外侧的电池单池施加更小的压力。因此，所述固定带由此本身被施加更小的负载并且同时所需要占据的空间更小。在本发明的另一优选的设计方案中规定，所述至少一条固定带由金属制成。有利的是，金属的材料特性，特别是高抗拉强度和高导热系数一方面提供了结构的良好的疲劳强度，另一方面提供了使固定带同时实现冷却功能的可行性。在本发明的另一优选的设计方案中规定，所述至少一条固定带由两条在拉应力下相互接合的分固定带构成。由此，所述固定带以有利的方式以有效的方法步骤被持续地拉紧。分固定带此外还允许对至少一个电池模块的简单定位。在本发明的另一优选的设计方案中规定，所述电池模块的底侧以其整个与所述冷却板的顶侧直接接触。由此，电池模块以其底侧的最大可行的面积与冷却板连接，由此有利地增强冷却效果。在本发明的另一优选的设计方案中规定，所述冷却板具有至少两个相互间隔的缺口，并且所述至少一条固定带被引导穿过这些缺口，使得所述至少一条固定带的第一区段 布置在所述冷却板的上半部以及所述至少一条固定带的第二区段布置在所述冷却板的下半部。在此，应将冷却板的顶侧所朝向的空间定义为上半部，将冷却板的顶侧所背向的空间定义为下半部。由此，有利地实现了至少一个电池模块的坚固的、持久的固定。优选地，所述至少一条固定带通过固定件固定在冷却板上。在本发明的另一优选的设计方案中规定，冷却板具有冷却介质通道。借助于该冷却通道可有利地使冷却介质流经冷却板，并且实现提高的冷却功率。此外，根据本发明提供一种机动车辆，其带有在以上提及的设计方案中的电池，其中，该电池与机动车辆的驱动系统相连接。由此，根据本发明的电池作为部件的优点也作为构件有利于机动车辆。在从属权利要求中给出且在说明书中阐述了本发明的有利的改进方案。在本申请文件中，概念电池也包括电池系统、蓄电池组、蓄电池、蓄电池系统、尤其指锂离子系统或锂聚合体离子系统。
根据附图和以下描述详细解释本发明。图I示出了根据本发明的电池模块在冷却板上的布置。
具体实施例方式在图I中示出了依据本发明的冷却板10的例子。这个冷却板具有上侧20。在此，在该冷却板10上设置了两条固定带，第一固定带12和第二固定带12’。借助于所述固定带12、12’，电池模块16被固定在冷却板10的顶侧20上。该电池模块16优选地由多个串联地布置的电池单池18组成。电池模块16的底侧在此优选地被构造为使得该电池模块16以其底侧平面地贴靠在冷却板10的顶侧20上。冷却板10用于为至少一个电池模块16的调温。为此，冷却板10优选地由金属制成，因为金属具有高的导热系数。在装配之后电池模块16直接与冷却板10处于接触中。优选地，电池模块16的底侧直接接触冷却板10的顶侧20。在此，电池模块16的底侧、优选地电池模块16的整个底侧以导热的方式与冷却板10的顶侧20相连接。在电池模块16的底侧和冷却板10的顶侧20之间不存在表示热导阻力的气隙。也可能的是，电池模块16的底侧或冷却板10的顶侧20被构造成带有导热膏，以用于进一步减小热导阻力。根据本发明也可能的是，冷却板10具有冷却介质通道，流体的冷却介质通过该冷却介质通道流动并且由此可产生附加的冷却功率。图I示例性地、但非限制性地示出了用于固定电池模块16的两条固定带12、12’的应用。但是在图I中，也可以应用仅一条固定带12或者可以应用多于两条固定带12。固定带12、12’在图I中相互间隔地布置在冷却板10上。依据本发明，所述固定带12、12’优选地由金属制成。然而它们也可以由塑料或者由塑料和金属的混合物制成。这些固定带优选被构造为大致扁平的，有利的是所述固定带12、12’的至少贴靠在电池模块16的那一侧是平的。每条固定带12、12’在此都优选地但非限定性地在冷却板 10的两个相互远离的位置上被引导穿过在冷却板10中的缺口 14，并且在装配好的状态下与冷却板10构成封闭的形式。由此固定带12、12’的至少一个第一区段和第三区段位于冷却板10的下方，而固定带12、12’的第二区段位于冷却板10的上方，其中冷却板10的顶侧20所朝向的空间应被定义为上半部，冷却板10的顶侧20所背向的空间应被定义为下半部。因此，固定带12、12’的第二区段被布置在第一区段和第二区段之间。所述固定带12、12’的第一区段和第三区段具有依据本发明的固定件，所述固定带12、12’通过所述固定件与冷却板10连接。这些固定件可以例如是相对于缺口 14尺寸更大的元件，这些元件通过其大小避免了固定带12、12’穿过缺口 14滑出。固定件可以例如是夹子，所述区段通过所述夹子被引导使得其被固定。依据本发明可以使固定带12、12’的第一区段与所述固定带12、12’的第三区段在冷却板10的下方连接。在这种设计方案中，可以省去固定件。在一种实施例中，所述固定带12、12’可以是封闭的弹性带件。然而优选地，一条固定带12、12’由多个部分区段组成。所述至少一条固定带12、12’可以在一种实施例中在没有构造缺口 14的情况下以另外的方式借助于固定件与冷却板10连接，例如通过将至少一条固定带12、12’直接粘接或钉按到冷却板10上。在此，固定带12和12’的在冷却板10的上半部延伸的区段在图I中贴靠在电池模块16的三个侧面上。在电池模块16的与电池模块16的底侧对置的一侧上的贴靠在此确保了电池模块16在冷却板10上的固定。在图I中，该侧是端子侧。固定带12、12’在此分别在电池单池18的两个端子之间延伸。这些固定带在此不会在端子22之间产生电接触。与图I中的附图不同地，依据本发明，电池模块16的与该电池模块16的底侧对置的一侧也可以是另一个端子侧。在安装依据本发明的电池时，将至少一条固定带12、12’绕至少一个电池模块16环绕引导、张紧并固定。所述固定带12、12’通过定位的电池模块16在安装后保持张紧。这种张紧和固定可以在此以多种形式实现。优选地，至少一条固定带12、12’的两个部分在布置需固定的电池模块16之后通过相应的装置相互接合，并且随后相互拉紧。在图I中，一条固定带12因此由首先相互分离的左侧部分和右侧部分组成。在电池模块16定位在所述固定带12、12’的左侧部分和右侧部分之间之后，这两个部分在电池模块16之上被引导并且相互连接。优选地，这些部分在连接后相互拉紧以提高压紧力。在此，接合可以通过焊接、粘接或优选地通过咬合连接(Clinchen)或者说牢固固定(Toxen)实现。同样地借助于螺纹、例如螺杆螺旋形类型的螺杆螺纹可以将固定带12、12’张紧并固定。在一种实施例中，优选地在所述固定带12、12’由塑料制成的设计方案中，所述固定带12、12’首先在电池模块16的定位期间被拉长，并且随后所述电池模块16被推到冷却板10和固定带12、12’之 间。在依据本发明的电池中，所述固定带12、12’也可以与之前所描述的设计方案不同地被同时布置。在此，所述至少一条固定带12、12’或至少一条固定带12、12’的一部分在将电池模块16布置在冷却板10之上和/或其上方之前借助于固定件固定，从而为了布置电池模块16不再需要接触或旋转冷却板10的底侧。如果布置电池模块16并且至少一条固定带12、12’被拉紧，则所述固定带12、12’通过弹性变形在大致垂直以及在朝向顶侧20的方向上对电池模块16施加连续的力。由此，电池模块16通过限定的压紧力布置在冷却板10上。该限定的压紧力确保了在电池模块16和冷却板10之间尽可能小的热接触电阻。依据本发明为最小3bar,但优选地为5bar。依据本发明，固定带12、12’的数量并不限于依据图I的实施例中的两条。可以仅设置一条固定带12、12’或者也可以设置多于两条固定带12、12’。由此，通过每条固定带12、12’可以(与图I中不同地)固定不止一个电池模块16。
权利要求
1.一种电池,所述电池具有至少一个带有底侧的电池模块(16)、冷却板(10),所述冷却板带有顶侧(20)和布置在所述冷却板(10)的顶侧(20)上的与所述冷却板(10)连接的用于所述至少一个电池模块(16)的固定系统，其特征在于，所述固定系统具有至少一条固定带(12，12')，并且借助于至少一条固定带(12，12')将所述至少一个电池模块(16)固定在所述冷却板(10)上，使得所述电池模块(16)的底侧与所述冷却板(10)的顶侧(20)直接接触。
2.按照权利要求I所述的电池，其中，借助于所述固定系统将所述至少一个电池模块(16)以预定的压紧力固定在所述冷却板(10)上，优选地以至少3bar、更为优选地至少5bar的压紧力将所述至少一个电池模块固定在所述冷却板上。
3.按照权利要求I或2所述的电池，其中，所述电池模块(16)的底侧与所述冷却板(10)的顶侧(20)的直接接触是导热的。
4.按照前述权利要求中任意一项所述的电池，其中，所述至少一条固定带(12，12')是扁平的。
5.按照前述权利要求中任意一项所述的电池，其中，所述至少一条固定带(12，12')由金属制成。
6.按照前述权利要求中任意一项所述的电池，其中，所述至少一条固定带(12，12')由两条在拉应力下相互接合的分固定带构成。
7.按照前述权利要求中任意一项所述的电池，其中，所述电池模块(16)的底侧以其整个与所述冷却板(10)的顶侧(20)直接接触。
8.按照前述权利要求中任意一项所述的电池，其中，所述冷却板(10)具有至少两个相互间隔的缺口(14)，并且所述至少一条固定带(12、12’)被引导穿过这些缺口(14)，使得所述至少一条固定带(12、12’)的一个区段布置在所述冷却板(10)的上半部以及所述至少一条固定带(12、12’ )的至少另一区段布置在所述冷却板(10)的下半部。
9.按照前述权利要求中任意一项所述的电池，其中，所述至少一条固定带(12、12’)通过固定件固定在冷却板(10)上。
10.一种机动车辆，所述机动车辆具有按照权利要求I至9中任意一项所述的电池，其中，所述电池与机动车辆的驱动系统连接。
全文摘要
本发明描述了一种电池，所述电池具有至少一个带有底侧的电池模块(16)、冷却板(10)，所述冷却板带有顶侧(20)和布置在冷却板(10)的顶侧(20)上的与所述冷却板(10)连接的用于所述至少一个电池模块(16)的固定系统。所述固定系统在此具有至少一条固定带(12，12′)。借助于该至少一条固定带(12，12′)将所述至少一个电池模块(16)固定在所述冷却板(10)上，使得所述电池模块(16)的底侧与所述冷却板(10)的顶侧(20)直接接触。此外，还涉及一种具有这种电池的机动车辆。
文档编号H01M10/50GK102859785SQ201180020806
公开日2013年1月2日 申请日期2011年2月28日 优先权日2010年4月26日
发明者B·根德林, M·迪尔, R·安格鲍尔, C·布贝克, A·吕勒 申请人:罗伯特·博世有限公司, Sb锂摩托有限公司, Sb锂摩托德国有限公司