专利名称：能量储存装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及能量储存装置，该能量储存装置包括转换器单元和与该转换器单元相
互作用的电容器模块。
背景技术：
这种能量储存装置，特别是用于机动车辆车载的电气系统的能量储存装置，在现 有技术中是已知的，这些能量储存装置由此与机动车辆的现有整合尚未完善。
发明内容
因此，本发明基于这样的目标改进上述类型的能量储存装置，使得它能够作为物 理装置插入特别是插入机动车辆中。 根据本发明，该目标通过上述类型的能量储存装置来实现，该能够储存装置具有 容纳电容器模块的电容器元件的壳体，该壳体包括容纳电容器元件的电容器室，该电容器
室呈气密封。 可以看到，本发明技术方案的优点在于它防止从电容器元件泄漏的化学物质对环 境的负面影响，使得在使用这种能量储存装置时，能够消除对该能量储存装置附近的环境 的不利影响或危害。 在电容器室中提供从电容器元件泄漏的化学物质的吸收材料是特别有利的。这种
吸收材料通过吸收或吸附能够捕集并且因此结合从电容器元件泄漏的化学物质。 这种吸收材料可以具有各种不同的形式。 —种有利的技术方案提供有机聚合物基的吸收材料。 因此，该吸收材料是设置在电容器室中的填充材料的一部分是特别优选的。 这种填充材料可以围绕电容器元件任意地分布于整个电容器室。 —种有利的解决方案以填充材料衬料的形式提供填充材料。 优选地，这种填充材料衬料设置在电容器元件和壳体的壁之间。 关于壳体的设计，没有与本发明能量储存装置各实施例的前面说明一起给出更多
的细节。
因此， 一种有利的技术方案提供一种壳体，该壳体包括具有容积的壳体外壳，该容 积至少部分地容纳从该壳体外壳中的开口向内延伸的电容器室。
可以看到，这种技术方案的优点在于能够容易制造气密壳体。
更大的优点是该容积完全容纳电容器室。 为了使电容器室具有气密封，优选地提供用盖子密封的开口，以成为气密的。这种 用盖子对开口的气密封可以以许多不同的方式的任一种来实现。 例如，可以想到，在壳体外壳和盖子之间提供合适的密封材料，并且将盖子和壳体 外壳相互连接。 当通过粘结剂结合将盖子连接于壳体外壳时，还能够实现盖子和壳体外壳之间特别可靠的连接，特别就气密性而言。 这种粘结剂结合也可通过例如将盖子和壳体外壳胶结在一起来实现。 然而，特别就气密性而言，特别有利的是将盖子和壳体外壳焊接在一起。 优选地，盖子和壳体外壳的这种焊接可以通过使外壳壳体或盖子具有用于产生粘
结剂结合的可熔焊珠区来实现。 这种焊珠区能够容易从外壳壳体的材料或盖子的材料熔化，以便因此产生焊接连 接。 具体说，为了产生非接触焊接连接，优选地，对盖子提供通过边缘带覆盖该焊珠 区，并且该边缘带具有透射用于熔化焊珠区的辐射的材料。
因此，盖子和壳体外壳之间的焊接连接能够容易产生，即通过边缘带产生。
为了防止即便在电容器室中产生较高压力时壳体的变形，优选地，通过至少一个 固定元件将盖子连接于壳体外壳的中心区。因此这使得能够在盖子和壳体外壳之间产生耐 压连接。 优选地，提供的固定元件是螺钉固定器，利用螺钉固定器，在盖子和壳体外壳之间 容易产生连接。 因此，螺钉固定器构造成使得它以密封盖子的方式穿过盖子伸出是优选的，以便 在螺钉固定器区域也确保电容器室的气密封。 没有与本发明能量储存装置的前面说明一起给出关于转换器单元的设置的更多 细节。 虽然原则上转换器单元能够设置在电容器室中，但是设置在电容器室中具有很大
的缺点，即从电容器元件泄漏的化学物质则会损害转换器单元的操作。 为此，一种有利的技术方案是将转换器单元设置在电容器室的外面。 因此，只有电容器模块的电容器元件设置在电容器室中并与其相互连接，使得从
电容器元件泄漏的化学物质只引起有限的损坏程度。 原则上，转换器单元能够设置在分开的壳体中。 但是一种有利的技术方案是将转换器单元设置在同一个壳体的电路室中。这种技 术方案就安装在机动车辆中而言特别紧凑。 为了在电容器室中的电容器模块和转换器单元之间形成合适的连接，优选地，通 过大电流接触件将电容器模块连接于转换器单元，以便这些接触件将能够从电容器模块吸 取大电流，具体说，在电源系统中偏置最大程度的载荷。 为了确保电容器室中电容器元件相应的气密隔离，优选地还提供大电流接触件以 气密方式引导到电容器室外面。 具体说，因此提供大电流接触件，以气密方式引导通过封闭电容器室的壳体部分 的壁。 特别有利的是，引导大电流接触件通过分隔电容器室和电路室的壁。 为了在电容器室中的电容器元件和转换器单元之间容易形成紧凑的连接，优选
地，将接触件室连接于电容器室，其中能够以气密方式穿过所述接触件室的壁，形成对大电
流接触件的连接。 具体说，被大电流接触件穿过的壁至少是壳体的接触件室和电路室之间的分隔壁
5的一部分，其与接触件室和电容器室气密地分隔开。 优选电路室设置在也容纳电容器室的同一个壳体中，尽管与所述电容器室和接触 件室完全分隔。
本发明的其他特征和优点是下面描述以及实施例图示的目的。 各附图示出 图i示出本发明能量储存装置的示意图； 图2示出沿着图3的2-2线的装配壳体的纵向剖视图； 图3示出本发明能量储存装置的分解图，示出壳体和分离的底部盖子； 图4示出沿着图3的4-4线的剖视图；禾口 图5示出图4的A区的放大图。
具体实施例方式
本发明的能量储存装置10的一个实施例例如补充地设置于机动车辆的电源线14
中的蓄电池12，该机动车辆例如附加地包括蓄电池12和能量储存装置10、发电机16以及
多个消耗装置18，所有这些全都位于电源线14和接地装置20之间。 能量储存装置10包括具有多个串联的电容器元件24的电容器模块22。 电容器模块22例如通过第一连接装置26连接于接地装置20并通过具有输出线
32的第二连接装置28连接于DC/DC转换器单元34， DC/DC转换器单元34的输出线36连
接于电源线14的供电线38，供电线38例如能够供给大约8V和14V之间的电压。 如图2所示，能量储存装置10设置在壳体40中， 一方面壳体40包括电容器室42，
以容纳电容器模块22的所有电容器元件24，另一方面包括电路室44，其中转换器单元34
的整个电子线路以及任何其他的附加单元可以设置在其中。 电容器室42和电路室44因而相互气密地分隔，以便形成电容器室42中电容器元 件24的最佳条件，该最佳条件能够独立于适于电路室44中电气电路的条件进行选择。
为了形成电容器室42，壳体40具有壳体外壳50，该壳体外壳包括盖子52和延伸 到壳体外壳50中开口 56的侧壁54，从而，壳体外壳50的开口 56能够被与所述盖子52相 对放置的底部盖子60封闭。 —方面各电容元件24在电容器室42中被电容器保持器62相对于彼此固定，另一 方面被电容器电路板64固定，从而电容器保持器62和电容器电路板64被保持元件66如 螺钉相对于彼此固定，另一方面，电容器保持器62用保持元件68也如螺钉固定在壳体外壳 50中。 电容器元件24利用电容器保持器62和电容器电路板64固定在壳体外壳50中， 使得电容器电路板64面向底部盖子60，并且连续地延伸到底部盖子60。
因而电容器电路板64包括用于连接电容器元件24的电导体，并且形成连接大电 流接触件70的连接，该大电流接触件70设置在接触件室72中，该接触件室72靠近并连接 于同样设置在壳体外壳50中的电容器室42，电容器电路板64通过接触区74延伸到接触件 室72中，使得引进到接触区74中的导体例如通过焊接能够连接于大电流接触件70。
大电流接触件70穿过分隔电路室44与接触件室72的壁76，从而优选地，它们进 入电路室44，并且大电流接触件70还嵌入覆盖壁76的密封化合物78中，以便大电流接触 件70能够以气密方式延伸通过壁76。 如图3所示，底部盖子60不仅在电容器室42上延伸以封闭该电容器室42，并且还 通过盖子凸出部分80在接触件室72上延伸，以便一起密封两者，其中壳体外壳50的开口 56也延伸到接触件室72周围。 如图4和图5所示，焊珠区82沿着开口 56并在开口 56周围延伸，并且底部盖子 60以及盖子凸出部分80通过在接合在开口 56中的导向幅板86上横向向外伸出的边缘带 84叠盖住该焊珠区82，当被插入时该导向幅板86相对于开口 56朝着盖子60的表面延伸 部分引导盖子60以及盖子凸出部分80，其中盖子凸出部分80相对于壳体外壳50。
优选地，具有盖子凸出部分80的盖子60，或者至少边缘带84构造成能够透过入射 的高能量辐射88，例如激光辐射，使得当高能辐射88通过边缘带84时焊珠区82能够被熔 化，以便因此在焊珠区82和边缘带84之间形成材料连接。 优选地，边缘带84还通过外边缘94在材料熔化区92上延伸，并且焊珠区82在与 开口 56相对的焊珠区的一侧上的周边支撑边缘96上凸现，使得当在材料熔化区92中的焊 珠区82熔化时，具有盖子凸出部分80的盖子60能够被压紧直到外部边缘94支撑在支撑 边缘96上。 在底部盖子60和盖子凸出部分80之间形成材料熔化区92的材料连接在材料熔 化区92和壳体外壳50之间产生稳定的连接，尽管在电容器室42和接触件室72中产生过 大的压力时不能防止盖子60的中心区100鼓突。 为此，盖子60附加地设置有从边缘带84向中心区100延伸的，具体说，如图3所 示，向固定元件104延伸的加强肋102，并且，例如在盖子60的广阔区域上径向地延伸到所 述固定元件104。 如图4所示，固定元件104由能够拧入壳体外壳50的接收部分108中的螺钉固定
器106构成，其中该接收部分108例如形成在壳体外壳50的上部盖子52上。 螺钉固定器106进入设置在盖子60的中心区100中的孔110中，并且用密封件
112相对于该孔110密封，以便因此确保电容器室42在相对于螺钉固定器106的区域中的
周围也具有气密封。 当在气密封的电容器室42的里面的电容器元件24老化时，该电容器元件24可能 存在体积膨胀并泄漏化学物质。为此，在盖子52和面向盖子52的电容器元件24的侧面之 间设置中间空间120，在其中设置弹性填充材料122，并且因此电容器元件24的体积膨胀能 够被补偿。然而，该填充材料122还具有从电容器元件24泄漏的化学物质的吸收材料。
当电化学双层电容器用作电容器元件24时，在电容器元件24中的老化作用产生 增大的内部压力，并且用于电容器元件的外壳构造成当超过预定的压力水平时破裂。于是 乙腈从电容器元件24泄漏，并且这种乙腈能够被具有其适当结构的填充材料122吸收。
当吸收材料124通过吸收，即吸收和吸附，吸收从电容器元件24泄漏的乙腈时，该 填充材料122被例如提供了有机聚合物，其中该材料不仅依据其良好的吸收和吸附性质， 而且还依据最有利的可能解吸性质来选择，以便保持尽可能低地释放已经吸收或吸附的乙 腈。122，以设置在盖子52和电容器元件24之间的填充材料衬料126的形式。 电路室44由一体地形成在第一壳体外壳50上的第二壳体外壳150形成，如图2、
图3和图4所示，第二壳体外壳150包括底部盖子152，侧壁154从该底部盖子152向上升
高到能够用盖子单元160封闭的开口 156，其中一方面该盖子单元160包括大电流连接件
162和164，另一方面，包括冷却肋166，其中，该冷却肋166用来冷却转换器单元34的动力部件。 对于其部件，转换器单元34包括设置在电路板170上的转换器电路172，该电路板 容纳被冷却肋166冷却的动力部件。 转换器电路172的大电流通路进一步利用传输大电流的压制网174来实现。
为了将电路板170连接于大电流接触件70，该电路板170 —方面具有插头接触件 176，其能够插入延伸到电路室44中的大电流接触件70中，另一方面，电路板170还具有另 外的插头接触件178、180，引进到大电流连接件162和164中的接触桥182、 184能够插入其 中，从而，接触桥182和184固定在盖子单元160中，优选插入在盖子单元160中。
在盖子单元160中还设置控制接触件186，控制接触件186同样连接于电路板 170，以便能够从外部控制装置向转换器电路172输送控制信号。
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权利要求
一种能量储存装置(10)，包括转换器单元(34)和与所述转换器单元(34)相互作用的电容器模块(22)，其特征在于设置有容纳所述电容器模块(22)的电容器元件(24)的壳体(40)，所述壳体(40)包括容纳所述电容器元件(24)的电容器室(42)，并且所述电容器室(42)具有气密封。
2. 根据权利要求l所述的能量储存装置，其特征在于在所述电容器室(42)中设置从所 述电容器元件(24)泄漏的化学物质的吸收材料(124)。
3. 根据权利要求2所述的能量储存装置，其特征在于所述吸收材料(124)由有机聚合 物制成。
4. 根据权利要求2或3所述的能量储存装置，其特征在于所述吸收材料(124)是设置 在所述电容器室(42)中的填充材料(122)的一部分。
5. 根据权利要求4所述的能量储存装置，其特征在于所述吸收材料(124)结合于填充 材料衬料(126)中。
6. 根据前述权利要求的任何一项所述的能量储存装置，其特征在于所述壳体(40)具 有有容积的壳体外壳(50)，所述容积至少部分地容纳所述电容器室(42)，所述电容器室 (42)从所述壳体外壳(50)中的开口 (56)向里延伸。
7. 根据权利要求6所述的能量储存装置，其特征在于所述容积完全容纳所述电容器室 (42)。
8. 根据权利要求6或7所述的能量储存装置，其特征在于所述开口 (56)能够被盖子 (60)密封，以成为气密的。
9. 根据权利要求6至8的任何一项所述的能量储存装置，其特征在于所述盖子(60)能 够通过粘结剂结合连接于所述壳体外壳(50)。
10. 根据权利要求9所述的能量储存装置，其特征在于所述盖子(60)和所述壳体外壳 (50)被焊接在一起。
11. 根据权利要求9或10所述的能量储存装置，其特征在于所述壳体外壳(50)或所述 盖子(60)具有可熔的焊珠区(82)，用于产生所述粘结剂结合。
12. 根据权利要求ll所述的能量储存装置，其特征在于所述盖子(60)通过边缘带 (84)叠盖住所述焊珠区(82)并且所述边缘带(84)具有能够透过用于熔化所述焊珠区 (82)的辐射的材料。
13. 根据前述权利要求的任何一项所述的能量储存装置，其特征在于所述盖子(60)通 过至少一个固定元件(104)能够连接于所述壳体外壳(50)的中心区(100)。
14. 根据权利要求13所述的能量储存装置，其特征在于所述固定元件(104)是螺钉固 定器(106)。
15. 根据权利要求14所述的能量储存装置，其特征在于所述螺钉固定器(106)穿过所 述盖子(60)伸出以密封所述盖子。
16. 根据前述权利要求的任何一项所述的能量储存装置，其特征在于所述转换器单元 (34)设置在所述电容器室(42)的外面。
17. 根据权利要求16所述的能量储存装置，其特征在于所述转换器单元(34)设置在同 一个壳体(40)中的电路室中。
18. 根据权利要求16或17所述的能量储存装置，其特征在于所述电容器模块(22)通过大电流接触件(70)连接于所述转换器单元(34)。
19.根据权利要求18所述的能量储存装置，其特征在于所述大电流接触件(70)以气密 方式引出到所述电容器室(42)。
全文摘要
本发明的名称是能量储存装置。基于下述目的改进包括转换器单元和与该转换器单元相互作用的电容器模块的能量储存装置以便它能够作为物理装置插入特别是插入机动车辆中，提出了提供壳体以容纳电容器模块的电容器元件，该壳体包括容纳电容器元件的电容器室，该电容器室具有气密封。
文档编号H02J15/00GK101795021SQ20091025283
公开日2010年8月4日 申请日期2009年12月4日 优先权日2008年12月4日
发明者P·施滕格尔 申请人:施特里布产品有限公司