专利名称：储蓄电能的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的储蓄电能的装置。
背景技术：
特别是对于至少部分地由电驱动的汽车而言，对蓄电池的功率要求日益提高。在 这里，蓄电池可以传统的蓄电池，也可以是现代的锂离子蓄电池或大容量电容器或类似产 品。对于这些电源而言，共同点是必须按照其自身的功率密度对它们进行有效地冷却，同 时，除了对于蓄电池的良好热接触的技术要求，还应考虑到在出现高压、特别是在多个蓄电 池串联的情况下，高度可靠的电绝缘以及以较低的成本实现批量生产的问题。在DE 2007 009 315 Al中描述了一种对汽车电气元件进行冷却的装置，在所述装 置上，圆柱形电气元件插入到散热器的圆柱形支架中。为了实现电绝缘，在电气元件和空心圆柱形支架之间有另一个绝缘层，例如云母 纸以及将电气元件固定在圆柱形支架中的粘接剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种储蓄电能的装置，在所述装置上，安装简单且可靠，并且 保证了蓄电池和散热器之间良好的热接触。这个目的由如前面所述并具有权利要求1特征的装置实现。在这里，保持元件首 先固定在蓄电池上并且对公差的要求不高。然后，导热性好的保持元件与安装在其内的蓄 电池通过自锁紧的机械连接固定在散热器上。自锁紧的机械连接除了具有方便装配的优点 之外，还特别适合于在保持元件和散热器之间形成特别优良的热接触。在通常情况下，自锁 紧的机械连接具有较大的有效摩擦面，这对热接触有利。在本发明的优选实施形式中，保持元件粘结结合至蓄电池上，特别是通过粘合剂。 但也可以通过一种纯机械式如锁紧的方式将蓄电池固定在保持元件中。在适当的具体设计中，保持元件包括至少两个子保持元件，它们分别局部地包围 蓄电池。在一个可能的实施形式中，可在子保持元件上分别设置粘合元件，用于将相邻的子 保持元件连接起来。总体上，通过这种方式使保持元件和蓄电池能够轻易地实现连接，而蓄 电池的尺寸公差可以特别大。一般来说，至少一个对应的异形部分优选地包括一个楔形面，在这里，保持元件通 过楔形面至少以摩擦锁合(non positive)的方式和广泛的热接触固定在散热器上。通过楔 形面能够容易地实现机械自锁紧固定，这按照它们的特点能够实现良好的热交换。特别优 选的是，既在散热器也在保持元件上设置楔形面，散热器和保持元件相互紧贴。在优选的实 施形式中，蓄电池基本上为圆柱形，楔形面由保持元件上呈截锥形向外变宽的部分形成。通 过这种方式，保持元件的圆锥形或截锥形楔形面可以插入到散热器上相应的凹锥形楔形面 中，其中，适当的楔形面或锥形的角度将形成可靠的自锁紧机械连接并保证良好的热接触。为了使制造变得简单并降低成本，楔形面由异形板金工制件制成的卷边状异形部分形成。在一个替代或补充的实施形式中，对应的异形部分至少局部地包括螺纹。这个螺 纹可以是例如圆柱形或锥形的螺纹并基本上自身也在保持元件和散热器之间形成接触面。 但它也可以是在圆锥形楔形面的端部上较短的、位于端侧的螺纹，从而只需将短螺纹旋入 就将保持元件和散热器上相互作用的楔形面压在一起。在这个实施形式中，楔形面的角度 不必起自锁紧的作用，因为螺纹就已经实现自锁紧的机械连接。在特别优选的实施形式中，通过进一步的、优选为粘合力的固定对保持元件和散 热器的自锁紧机械连接加固。在这里，它可以是在保持元件插到散热器中形成自锁紧的机 械连接的情况下加入一定量的粘接剂，或者是将相邻的保持元件或蓄电池与散热器之间留 有的间隙填满或类似的措施。对自锁紧机械连接的加固是指自锁紧的机械连接原则上独立 发挥功能，但是在遇到长期的摇动、振 动和/或腐蚀如空气中水分的冷凝的影响下，可额外 地起加固保证作用。在另一个实施形式中，保持元件可通过其它的机械连接方式与散热器相连，例如 通过卡口式连接。摩擦焊或滚压处理也可考虑作为连接手段。一般来说，保持元件优选地由金属制成，特别是由铝、铜或带有经过轧制的铜的铝 制成。在简化制造工艺方面，这些金属具有易成形加工且导热性好的优点。根据发明，散热 器也是由上述金属制成，优选为由铝制成。保持元件可优选地以简单且低成本的方式由片状金属坯件形成。它的厚度一般为 约0. Imm到约2mm，以便为汽车电池中常用的圆柱形蓄电池提供适当的支撑和散热。根据蓄电池的设计，特别是在蓄电池的外壁带有电位的情况下，可在保持元件和 蓄电池之间设置电绝缘层。这个绝缘层可优选为软管，例如在蓄电池上缩紧的热缩软管。在较佳的实施形式中，在散热器和多个相邻的蓄电池之间的区域由填料充满。通 过这种方式，可以更好地散发在蓄电池中产生的热量，并更好地以机械方式防止整个装置 受到冲击、振动或类似影响的破坏。为了减少重量，填料也可以是泡沫。在一个优选的实施形式中，保持元件具有至少一个环绕一周的夹紧元件，以便将 保持元件(4)在蓄电池上夹紧。夹紧元件可作为保持元件与蓄电池的材料锁合联接的替代 或补充。一般来说，当保持元件以自锁紧的机械方式插入到散热器中时，会由于机械应力在 造成保持元件的变形，而夹紧元件则有利于保证保持元件和散热器之间的热接触。在另一个优选的实施形式中，多个蓄电池安装在保持元件中。在这里，它可以是在 圆柱形的保持元件中的、多个依次串联的蓄电池。此外具有优点的是，保持元件的异形部分可布置在蓄电池上方，而保持元件上紧 贴着蓄电池的部分在异形部分的两侧延伸。通过这种方式使保持元件上以机械自锁紧的方 式与散热器连接并处于热接触之中的部分特别有效的吸收从蓄电池传来的热量，从而在整 体上达到特别高的蓄电池冷却效率。作为替代或补充，保持元件完全穿过散热器并优选地在两侧从散热器中突出来。 通过将保持元件和蓄电池布置在散热器平面的两侧，可以在有限的空间内特别有效地利用 冷却效率。同样具有优点的是，作为替代或补充，散热器具有两个对置的侧面，其中，至少一 个保持元件以机械自锁紧的方式固定在每侧上。作为替代方案，两个或更多的散热器可与一个保持元件机械连接。这种布置特别是对功率密度高的蓄电池有利，因为这种蓄电池产生大量的废热。一般来说，为了有效地散热，散热器优选地被用于热交换的流体穿流。这种流体可 以是例如低温冷却回路的冷却液，例如水和乙二醇的混合物，或者它可以是例如汽车空调 系统的制冷回路的制冷剂。散热器可优选地设计为制冷回路的蒸发器。本发明的其它优点和特征见下面所述的实施例和从属权利要求。
下面通过本发明的优选实施例和附图对发明进行详细说明。图1是一个根据本发明的装置的俯视示意图；图2是一个蓄电池的截面示意图，它上面带有面固定的保持元件；图3是如图1所示的装置的截面示意图；图4中是根据发明的装置的另一个实施例；图5是根据本发明的另一个实施例的保持元件的展开图；图6是本发明的另一个实施例的截面图；图7是本发明的另一个实施例的截面图。
具体实施例方式在图1中是根据发明的、用于储蓄电能的装置的一个实施例，在示意图中可以看 到基本呈板状的散热器1，它在图示平面中延伸，并且多个圆柱体状的蓄电池2垂直地固定 在所述散热器上。这里的蓄电池2是锂离子蓄电池。蓄电池2之间的空隙被塑料泡沫填满。在散热器1中布置着与蓄电池2同心重叠的穿孔Ia(见图3)，从而使在散热器1 中设置的冷却液流道3围绕着蓄电池2，如图1中的俯视图所示。低温冷却回路中的冷却液 (由箭头F表示)或者制冷回路的制冷剂在冷却液流道3中流过，以带走蓄电池的热量。根据发明，蓄电池2通过保持元件4与散热器1相连。图2是带有保持元件4的 蓄电池2的截面示意图。各保持元件4多个弯曲呈部分圆柱形的片状铝金属坯件，其中，第 一子保持元件4a和第二子保持元件4b将圆柱体状的蓄电池2包围并通过粘接的方式与所 述蓄电池相连。它可以是三个或多个子保持元件，它们共同形成保持元件4，圆柱体状的蓄 电池2则装在所述保持元件中。保持元件4也可以只由一个子保持元件组成，例如沿纵向 侧切开的圆柱形套管(图未示)。在一个图未示的变型中，在蓄电池2和优选地由铝或铜组成的保持元件4之间可 设置一个例如由热缩软管形成的绝缘层，尤其是当蓄电池2不具有无电位的外罩时。一般 来说，在这种装置上，至少数个蓄电池相互串联，从而避免蓄电池的极与散热器出现电接 触。保持元件4或它的子保持元件4a、4b由部分的圆柱体形成，并在其高度的一段上 具有一个楔形异形部分5，用于将保持元件4以机械自锁紧的方式固定在散热器1上。如图 3所示，散热器1的穿孔Ia具有一个与截锥形的楔形面5相对应的凹锥状异形部分lb，截 锥形的楔形面5插入到所述的凹锥状异形部分中，其中，通过摩擦锁合在保持元件4和散热 器1之间形成机械自锁紧及可靠的夹持，并同时产生良好的热接触。此外，保持元件4具有一个与楔形面5相接的凸缘状异形部分6，在插入到散热器1中时，通过它可以改善导向，进行精确定位并保证蓄电池之间的间距均勻。保持元件4的 子保持元件4a、4b分别为片状金属坯件，其中，楔形面5可容易地通过例如金属成形技术制 成卷边的形式。在一个优选的实施例中，楔形面5的倾角被优化，以便在保证良好热接触的同时， 保证良好的机械自锁紧。经过优化的角度约为3°到10°，特别优选为7°左右。
在图3中以虚线画出了这个实施例的变型，其中，保持元件4、4’的圆柱形壁在楔 形面5和散热器1的两侧延伸出来，这样，另一个蓄电池2’将插入到这个延伸出来的区域 中。在保持元件中也可以只设置一个蓄电池，但楔形面5在蓄电池的中部区域与蓄电池重 叠。特别是，异形部分5上与散热器1处于热接触的区域从两侧接受从蓄电池2传来的热 量，这样，在确定的空间内就能够特别有效地进行散热。图4中所示是如图3所示的实施例的变型，散热器1同样具有穿孔la，但是在这个 同样的穿孔Ia的每侧却设置一个逐渐缩小的异形部分。相应地，保持元件4可从每侧以机 械自锁紧的方式插入，这样，在散热器1上相互对置的两侧可分别装上一个蓄电池2。通过 这种方式也可以在有限的空间内特别有效地利用散热器1的冷却效率。在图5所示的本发明的一个实施例中，保持元件4由四个子保持元件4a、4b、4c、4d 组成。它们与图3中用虚线表示的变型相似，在其中部区域具有一个位于中央的楔形面5， 以便通过机械自锁紧的方式固定在散热器1中。各子保持元件4a-4d在其边缘分别具有凹入和凸出的形锁合元件7、8，其形状为 不完全的圆，通过它们使子保持元件以拼板的方式确定地相互连接。在这里，不完全的圆形 的、凹入和凸出的异形部分7、8的直径不得大于子保持元件4a-4d的板厚度的四倍，以便使 它们牢固地相互连接。在相邻的保持元件4a-4d之间留有间隙9，它跨了保持元件4高度的大约三分之 二，在这个区域相邻的子保持元件4a_4d没有与对方碰触。总的来说，通过保持元件4a_4d 的这种形锁合联接，形成了在切线方向上具有弹性的、将蓄电池2包围的护套。即使在蓄电 池2的尺寸允差较大的情况下，通过所述护套也能使蓄电池2得以可靠地固定并保证良好 的热接触性能。如图5所示的保持元件4可根据要求只机械手段或者也可通过粘接固定在 蓄电池2上。在图6所示的实施例中，保持元件4如同前面所述的实施例那样将蓄电池2包围， 同时还装有若干将保持元件包围的夹紧环10。通过这种方式，将保持元件4以机械手段预 压在蓄电池2的壁上，从而提供了特别可靠的夹持并保证特别优良的热接触。特别是通过 这种方式还避免在楔形面5插入到散热器1中时，由于变形或张力过大而影响到热接触。在图7所示的实施例中，两个散热器1与保持元件4以机械自锁紧的方式连接。从 蓄电池2的轴向看，散热器1优选地布置在蓄电池的中央，以避免沿着蓄电池出现一个较大 的温度梯度。当然，另一个替代方案是，散热器也可以布置在保持元件的其它任意位置。不言而喻，前面所述的各实施例的各特征可根据要求以适当的方式相互组合。
权利要求
用于汽车的储蓄电能的装置，包括至少一个可充电的蓄电池(2)和一个与蓄电池(2)热接触的散热器(1)，其中，蓄电池(2)固定在保持元件(4)中并与保持元件(4)热接触，其特征在于，在保持元件(4)和散热器(1)设置对应的异形部分(1b、5)，用于将保持元件和散热器以机械自锁紧的方式连接起来。
2.根据前面的权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，保持元件(4)优选地通过 粘结剂粘结于蓄电池(2)上。
3.根据前面的权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，保持元件(4)包括至少两 个子保持元件(4a、4b、4c、4d)，它们分别将蓄电池(2)局部包围。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，子保持元件(4a、4b、4c、4d)上分别设有形 锁合元件(7、8)，将相邻的子保持元件连接起来。
5.根据前面的权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，对应的异形部分包括楔形 面(lb、5)，其中，保持元件(4)通过楔形面(lb、5)至少以摩擦锁合和平面热接触的方式固 定在散热器(1)上。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述楔形面(lb、5)设于散热器(1)上以 及保持元件(4)上。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，蓄电池(2)基本上为圆柱形，楔形面 (5)由保持元件(4)上呈截锥形向外变宽的部分形成。
8.根据权利要求5到7中任一项所述的装置，其特征在于，楔形面(lb、5)是由片状金 属坯件制成的卷边状异形部分。
9.根据前面的权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，对应的异形部分(lb、5)至 少局部地包括螺纹。
10.根据前面的权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述机械自锁紧的连接进 一步通过优选为粘结力的固定来加固。
11.根据前面的权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，保持元件(4)由金属制 成，优选为由铝、铜或带有经过轧制的铜的铝制成。
12.根据前面的权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，保持元件(4)是片状金属 坯件。
13.根据前面的权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，保持元件(4)厚度为 0. Imm 至Ij 2mm。
14.根据前面的权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在保持元件(4)和蓄电池 (2)之间布置着一个优选地以软管为形式的电绝缘层。
15.根据前面的权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在散热器(1)和多个相邻 的蓄电池(2)之间的区域由填料充满。
16.根据前面的权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，保持元件(4)具有至少一 个环绕一周的夹紧元件(10)，以便将保持元件(4)在蓄电池(2)上夹紧。
17.根据前面的权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，多个蓄电池(2)安装在保 持元件(4)中。
18.根据前面的权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，保持元件(4)的异形部分 (5)布置在蓄电池(2)的上面，而保持元件(4)上紧贴着蓄电池(2)的部分在异形部分(5)的两侧延伸。
19.根据前面的权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，保持元件(4)完全穿过散 热器(1)并优选地在两侧从散热器(1)中突出来。
20.根据前面的权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，散热器(1)具有两个对置 的侧面，其中，至少一个保持元件(4)以机械自锁紧的方式固定在每侧上。
21.根据前面的权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，散热器(1)可被用于热交 换的流体穿流。
22.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述流体为低温冷却回路中的冷却液。
23.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，所述冷却液为水_乙二醇混合物。
24.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述流体为汽车空调系统的制冷回路 中的制冷剂。
全文摘要
本发明涉及一种用于汽车的储蓄电能的装置，所述装置包括至少一个可充电的蓄电池(2)和一个与蓄电池(2)热接触的散热器(1)，其中，蓄电池(2)固定在保持元件(4)中并与保持元件(4)热接触，其特征在于，在保持元件(4)和散热器(1)设置对应的异形部分(1b、5)，用于将保持元件和散热器以机械自锁紧的方式连接起来。
文档编号H01M10/50GK101828298SQ200880112304
公开日2010年9月8日 申请日期2008年10月2日 优先权日2007年10月19日
发明者卡罗琳·施密德, 康拉德·普芬德尔, 托马斯·席赫伦, 赫伯特·达姆斯翁, 马丁·施泰因巴赫 申请人:贝洱两合公司