专利名称：用于储能器的固定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于储能器的固定装置和一种储能器，该固定装置和储能器例如可以应用在汽车中。
背景技术：
在现代混合电动汽车或电动汽车(HEV/EV汽车)领域中，采用高效率的储能器，诸如锂离子或NiHM电池或多层电容(Super-Caps)。其中，在快速充电和放电过程中，由于电阻而导致在电池的内部和外部被加热。温度超过50°C时，长时间会导致储能器的损坏。为了确保实现储能器的作用，必须使储能器有效地冷却。对此，将储能器与流有冷却剂的板材以热接触的形式安装在一起，并由此被冷却。在电池冷却过程中重要的是，使所有电池均勻冷却。如果电池没有均勻冷却，那么电池会以不同程度快速老化，这样就对储能器的作用和效率产生消极影响。此外，使前述储能器与汽车形成机械连接，从而确保实现可靠固定，并避免储能器损坏。在此，必须能够吸收待承受的以及产生的作用力和加速度，而且能够调节储能器的相应的几何公差。现今的储能器大多具有简单的外壳，该外壳并没有设置用于固定在汽车上的装置。在此，储能器通常设有单独的外壳或装置，而这样的外壳或装置在同时采用多个储能器时不能满足对公差补偿的要求，或者仅以相对于较大的构造空间和/或复杂的装配才能实现。文献DE 27 01 780 Bl公开了一种电池固定装置，用于汽车的由盖子盖住的电池， 该电池固定装置具有用于容纳电池的承载构件以及形成U形的、跨接电池的固定件，该固定件由水平可拉伸的、至少部分位于电池顶侧上的支架与垂直可拉伸的夹持件构成，这些夹持件与承载构件形成可拆卸的连接。通常使用的夹持系统和紧固系统大多数对构造空间和/或装配要求较高。因此， 由于储能器的制造、装配、运行等因素，使对于产生的几何公差的调节在这些系统中不能实现或仅在一定范围内实现。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种改善的用于储能器的固定装置以及一种改善的储能器。上述目的通过下述的固定装置以及下述的储能器来实现。本发明的核心是用于电储能器的夹紧和紧固方案，特别是用于电储能器的若干夹紧和紧固方案的设计和实施，该电储能器以稳定的外壳设置在冷却部件上，或该电储能器设置在外壳内。本发明的技术方案通过弹性部件和补偿部件的集成克服了目前紧固方案中的缺陷，通过该集成设置确保实现所需的作用力以及必要的公差补偿。由本发明技术方案提供的夹紧力和公差补偿既适用于单个的电池，又适用于限定的预先制成“电池盒”的电池组。在此，本发明的夹紧系统使储能器具有稳定的外壳，所谓的“硬盒电池”。具有优势地，本发明的夹紧系统可以确保实现较小的安装空间和较轻的重量。因此，可以将作用力的导入和传递、以及公差补偿统一在一个方案中。由此使待承受的和产生的作用力和加速度被吸收，并且调节储能器的相对应的几何公差。此外，本发明的组装在不使用螺纹连接的条件下也能实现。所要求的紧固过程可以通过卡掣、咬合和固定来实现。本发明提供了一种用于储能器的固定装置，该储能器具有一个或多个电池，该装置设置在储能器的第一侧面和储能器的、与该第一侧面垂直相对设置的第二侧面之间，其特征在于，所述装置具有至少一个第一夹持构件，该第一夹持构件设置用于将在第二侧面方向上产生的第一夹紧力传递到储能器的第一侧面上；至少一个第二夹持构件，该第二夹持构件设置用于将在第一侧面方向上产生的第二夹紧力传递到储能器的第二侧面上；以及至少一个可拉伸的夹紧构件，夹紧构件设置用于提供第一和第二夹紧力，并且还设置用于使至少一个第一夹持构件和至少一个第二夹持构件之间的距离、与第一和第二侧面之间的公差距离相匹配。该储能器可以为锂离子或NiMH蓄电池、或Super-Caps，并适于应用在混合电动汽车或电动汽车中。而且，电池例如为电离电池。本发明的装置可以是位于储能器和用于固定储能器的汽车构件之间的连接部件。该储能器可以具有方形结构。第一侧面可以为储能器的顶面，第二侧面可以为储能器的底面。垂直可以指的是待选择的优选储能器的运行方向。第一和第二夹紧力可以大小相等，但是方向相反，即，分别指向和背向储能器。夹紧力可以实现夹持构件和储能器之间的可靠连接。特别能够防止储能器相对于夹持构件产生滑动，并且产生的作用力和加速度能够通过夹持机构而被吸收和传递。公差距离可能通过储能器或各个电池的尺寸范围内由于制造导致的偏差而形成。可拉伸的夹紧构件可以根据其结构和材料而在其长度方向上可弹性拉伸。例如，夹紧构件可以形成波纹状结构，或弯曲的夹紧线。通过拉伸，一方面可以使夹紧构件确保实现公差补偿，而另一方面，通过相对拉伸的接触作用形成的反向拉伸可以产生恢复力或弹力，从而产生夹紧力。因此，夹紧力可以这样产生，即，可拉伸的夹紧构件首先相互拉伸到大于随后装配到储能器上时所需要的程度， 然后在最终位置反向拉回至较小的但仍然张紧的程度。通过拉伸和拉回使可拉伸的夹紧构件的垂直长度发生改变。特别地，可拉伸的夹紧构件不是螺纹构件，夹紧力不是通过螺纹连接而产生。根据实施形式，可以使第一和第二夹持部件经由可拉伸的夹紧构件、或通过另一个连接构件而相互连接。可拉伸的夹紧构件和夹持构件能够永久地相互连接，并且例如由一块坯件制成、或制成一件式结构。可替换地，还可以使可拉伸的夹紧构件卡掣在夹持构件中。夹持构件中至少之一可以形成为卡勾，卡勾能够与对应的侧面卡掣连接在一起， 用以传递夹紧力。夹紧力可以避免卡勾的非故意的脱开。此外，夹持构件中至少之一形成为夹持板，夹持板能够设置在对应的侧面上，用以传递夹紧力。这样的夹持板实现了承载力在储能器表面上的均勻分布。根据一个实施方案，可以使可拉伸的夹紧构件设置在第一和第二夹持构件之间， 并且可拉伸的夹紧构件既与第一夹持构件连接、又与第二夹持构件连接。通过可拉伸的夹紧构件的拉伸，可以使第一和第二夹持构件之间的距离增大，并由此使该距离与不同储能器的不同尺寸、特别是不同的高度相匹配。通过可拉伸的夹紧构件的夹紧可以提供夹紧力。还可以使夹持构件中至少之一形成为环形簧，环形簧能够与对应的侧面卡掣连接，用以传递夹紧力。在此，环形簧既可以提供夹紧力，也可以实现公差补偿。因此，环形簧可以包括至少一个可拉伸的夹紧构件中至少之一。根据实施形式，可以在第一和第二夹持部件之间设有另外的连接部件或另外的可拉伸的夹紧构件。根据一个实施方案，本发明的装置可以具有多个第一夹持构件、多个第二夹持构件、至少两个可拉伸的夹紧构件和水平设置的连接腹板，该连接腹板与多个第一夹持构件、 或与多个第二夹持构件连接。其中，连接腹板可以水平拉伸经由储能器的、设置在第四侧面和第五侧面之间的第三侧面，而且连接腹板可以具有用于将连接腹板紧固在第四侧面上的第一连接件和用于将连接腹板紧固在第五侧面上的第二连接件。第三、第四和第五侧面可以设置在第一和第二侧面之间，其中，第三侧面可以设置在第四和第五侧面之间。本发明的装置可以使第三侧面完全绷紧。连接腹板可以设置在第三侧面的上方区域或下方区域中。还可以具有多块连接腹板，例如其中一块设置在第三侧面的上方区域中，一块设置在第三侧面的下方区域中。连接腹板实现了本发明装置在储能器上的侧面紧固。根据一个实施方案，连接腹板可以设置在两个可拉伸的夹紧构件与多个第一夹持构件或者多个第二夹持构件之间。因此，连接腹板可以实现相邻的夹持构件与相邻的可拉伸的夹紧构件之间的连接，并由此使结构稳定化。还可以使至少两个可拉伸的夹紧构件相互平行设置，并且在两个相邻的可拉伸的夹紧构件之间可以分别设有垂直腹板，垂直腹板与连接腹板连接。在此，可以使垂直腹板在朝向连接腹板的一端具有弯曲部，以使垂直腹板的其它区域和至少两个可拉伸的夹紧构件设置在第三侧面和连接腹板之间。弯曲部可以指的是 180度的弯曲或折叠。通过使连接腹板跨接垂直方向拉伸的夹紧构件，该连接腹板实现了本发明设置结构的进一步稳定。本发明的装置还可以具有连接件，连接件设置用于将储能器紧固在汽车结构、或紧固在用于冷却或加热储能器的冷却板上。由此使储能器能够经由本发明的装置装配在汽车中。本发明还提供了一种储能器，其具有一个或多个电池以及本发明的固定装置。
接下来，结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。图中示出图1为电池模块水平固定的示意图；图2为本发明一个实施例中一个夹紧方案的示意图；图3为本发明夹紧方案的具体结构示意图；图4为本发明夹紧方案的具体结构示意图；图5为本发明一个实施例中具有一个拉伸部件的夹紧卡勾的示意图；图6为本发明一个实施例中具有侧面夹紧部件的电池模块的示意图；图7为本发明夹紧方案的具体结构示意图8为本发明夹紧方案的具体结构示意图；图9为本发明另一个实施例中具有侧面夹紧部件的电池模块的示意图；图10为本发明夹紧方案的具体结构示意图；图11为本发明夹紧方案的具体结构示意图；图12为本发明又一个实施例中具有顶部夹持板的夹紧方案的示意图；以及图13为本发明再一个实施例中具有顶部夹持板的夹紧方案的示意图。
具体实施例方式在下文对本发明的优选实施例的说明中，在不同附图中示出的功能类似的部件用相同或相近的附图标记表示，其中，省去对这些部件的重复说明。根据技术方案，本发明申请中公开的实施方案和扩展方案通过有意义的实施例给出。然而，根据储能器外壳或冷却部件的几何构造也可以考虑相应的变化方案。在不确定的情况下，这里提及的实施方案的特定应用结构则起到重要作用。图1示出了一种呈电池模块形式的储能器100和该电池模块的水平固定装置102， 该固定装置用于稳定和提高电池的使用寿命。图2示出了本发明一个实施例中具有固定装置的储能器100的示意图。储能器 100具有顶面和底面。固定装置设置在位于顶面和底面之间的端面上。固定装置具有多个第一夹持构件202、多个可拉伸的夹紧构件206、水平设置的第一和第二连接腹板208、位于侧面的连接件210、具有弯曲部214的垂直腹板212以及连接件220。可拉伸的夹紧构件206、水平设置的连接腹板208和垂直腹板212可以平行于储能器的端面设置。第一夹持构件202沿着顶面的边缘区域设置。第一夹持构件202还可以形成为卡勾，通过卡勾使固定装置能够紧固在顶面上。类似于第一夹持构件202，可以沿着底面设置第二夹持构件。夹紧构件206可以相互平行地设置，并且构成第一夹持构件202和第二夹持构件之间的连接部。夹紧构件206可以形成为弹性的拉伸带、拉伸部件或弹簧部件。根据该优选实施例，在夹紧构件206和第二夹持构件之间设有位于下方的水平连接腹板208。设置在下方的水平连接腹板208上的位于侧面的连接件210可以设置成连接腹板208的弯折的突出部，该突出部贴靠在储能器100的与端面相邻的侧面上。位于侧面的连接件210可以具有通孔，由相邻的端面拉伸出的突出部可以配合在该通孔中。垂直腹板212的弯曲部214与上方的水平连接腹板208相连接。设置在上方的水平连接腹板208上的位于侧面的连接件210可以类似于在下方设置的位于侧面的连接件 210而形成。上方的水平连接腹板208可以横跨夹紧构件206。连接件220可以由下方的水平连接腹板208的突出部构成，这些突出部从储能器100的底面伸出。第一和第二夹持构件202实现了垂直紧固，而位于侧面的连接件210实现了固定装置的水平紧固。通过可拉伸的夹紧构件206的恢复力使第一和第二夹持构件202相对于储能器100的顶面和底面而被拉紧。由此，可拉伸的夹紧构件206可以提供一个相对应的夹紧力。此外，夹紧构件206的拉伸还实现了固定装置的可变化的垂直长度。以这种方式可以使第一和第二夹持构件之间的距离与储能器100的各种不同的高度相匹配。
图3和图4分别示出了图2的夹紧方案的局部结构示意图，其中示出了夹紧外壳、 夹紧部件以及锁合形式下的可行的装配机构。图5示出了图2的夹紧方案的局部结构示意图，其中示出了夹紧卡勾202和用于力传递的可拉伸部件206，以及一个一体的止挡部。夹紧卡勾202能够咬合在位于储能器的顶面或端面上的相对应的配合件中。图6示出了本发明另一个实施例中具有固定装置的储能器100的示意图。图中示出了一个完整的电池模块100，具有位于侧面的夹紧部件206，其中，夹紧作用可以通过“环形簧(Rundfedern) 602” 来实现。根据该实施例，第一夹持构件602形成为环形簧，环形簧设置在储能器100的顶面的边缘区域上。通过环形簧602既可以在储能器100的顶面上产生夹紧力，还可以实现固定装置的垂直长度的匹配。图7和图8分别示出了图6的夹紧方案的局部结构示意图。图9示出了本发明又一个实施例中具有固定装置的储能器100的示意图。相对于图6所示的环形簧，本实施例可替换地，采用波纹状夹紧部件206。第一夹持构件202可以形成为卡勾，卡勾可以卡掣在顶面上。夹紧部件206可以设置在上方和下方的水平连接腹板208之间。上方的水平连接腹板208可以与第一夹持构件202形成不可拆卸连接，而下方的水平连接腹板208可以与第二夹持构件在储能器100的底面上形成不可拆卸连接。例如，夹持构件202可以构成连接腹板208的弯曲的突出部。同样，夹紧部件206也可以构成连接腹板208的突出部。因此，夹持构件202、连接腹板208和夹紧部件206可以由一块材料、例如由一块金属板材加工而成。图10和图11分别示出了图6的夹紧方案的局部结构示意图。图12示出了本发明再一个实施例中具有固定装置的储能器100的示意图。图中示出了一个可替换的夹紧方案，其中包括用于均衡压紧力的位于顶侧的夹持板1202以及位于侧面的夹紧/可拉伸部件206。夹持板1202跨接储能器100的顶面。夹紧构件206可以经由夹持板1202的开孔进行导引并且勾于夹持板上。在底面上，夹紧构件206与底侧的夹持板固定连接。图13示出了本发明还一个实施例中具有固定装置的储能器100的示意图。与图 12的实施例的区别在于，夹紧构件206形成为弯曲的夹紧线。上述实施例仅示例性进行选择，这些实施例可以相互结合。
权利要求
1.一种用于储能器(100)的固定装置，所述储能器具有一个或多个电池，所述装置设置在所述储能器的第一侧面(501)和所述储能器的、与该第一侧面垂直相对设置的第二侧面(50 之间，其特征在于，所述装置具有至少一个第一夹持构件002)，所述第一夹持构件设置用于将在第二侧面方向上产生的第一夹紧力传递到所述储能器的第一侧面上；至少一个第二夹持构件，所述第二夹持构件设置用于将在第一侧面方向上产生的第二夹紧力传递到所述储能器的第二侧面上；以及至少一个可拉伸的夹紧构件006)，所述夹紧构件设置用于提供第一和第二夹紧力； 并且还设置用于使所述至少一个第一夹持构件和至少一个第二夹持构件之间的距离、与所述第一和第二侧面之间的公差距离相匹配。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述夹持构件(202)中至少之一形成为卡勾，所述卡勾能够与对应的侧面卡掣连接在一起，用以传递夹紧力。
3.根据前述任意一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述夹持构件中至少之一形成为夹持板(1202)，所述夹持板能够设置在对应的侧面上，用以传递夹紧力。
4.根据前述任意一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述可拉伸的夹紧构件 (206)设置在所述第一和第二夹持构件(202)之间，并且所述可拉伸的夹紧构件既与所述第一夹持构件连接、又与所述第二夹持构件连接。
5.根据前述任意一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述夹持构件中至少之一形成为环形簧(60 ，所述环形簧能够与对应的侧面卡掣连接，用以传递夹紧力。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述环形簧(60 包括所述至少一个可拉伸的夹紧构件中至少之一。
7.根据前述任意一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述装置具有多个第一夹持构件002)、多个第二夹持构件、至少两个可拉伸的夹紧构件(206)和水平设置的连接腹板 O08)，所述连接腹板与所述多个第一夹持构件、或与多个第二夹持构件连接；并且其中，所述连接腹板水平延伸越过所述储能器的、设置在第四侧面(504)和第五侧面(50 之间的第三侧面(503)，而且所述连接腹板具有用于将所述连接腹板紧固在所述第四侧面上的第一连接件(210)和用于将所述连接腹板紧固在所述第五侧面上的第二连接件。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述连接腹板(208)设置在所述第二可拉伸的夹紧构件O06)与所述多个第一夹持构件(202)或多个第二夹持构件之间。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述至少两个可拉伸的夹紧构件 (206)相互平行设置，并且在两个相邻的可拉伸的夹紧构件之间分别设有垂直腹板012)， 所述垂直腹板与所述连接腹板(208)相连。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述垂直腹板(21 在朝向所述连接腹板的一端具有弯曲部014)，以使所述垂直腹板的其它区域和所述至少两个可拉伸的夹紧构件(206)设置在所述第三侧面和所述连接腹板之间。
11.根据前述任意一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述装置具有连接件 020)，所述连接件设置用于将储能器紧固在汽车部件、或紧固在用于冷却或加热储能器的冷却板上。
12.—种储能器(100)，其特征在于，具有一个或多个电池以及根据前述任意一项权利要求所述的固定装置。
全文摘要
本发明涉及一种用于储能器(100)的固定装置，储能器具有一个或多个置在储能器的第一侧面和与该第一侧面垂直相对设置的第二侧面之间的电池。本发明装置包括至少一个第一夹持构件(202)，第一夹持构件设置用于将在第二侧面方向上产生的第一夹紧力传递到储能器的第一侧面上；至少一个第二夹持构件，第二夹持构件设置用于将在第一侧面方向上产生的第二夹紧力传递到所述储能器的第二侧面上；以及至少一个弹性夹紧构件(206)，用于提供第一和第二夹紧力，并且还用于使至少一个第一夹持构件和至少一个第二夹持构件之间的距离与第一和第二侧面之间的公差距离相匹配。
文档编号H01M2/10GK102484227SQ201080034743
公开日2012年5月30日 申请日期2010年8月3日 优先权日2009年8月5日
发明者卡洛琳·施密德, 弗洛里安·摩尔多瓦, 托比亚斯·伊泽迈尔, 托马斯·席伦, 斯忒芬·赫希, 海科·内夫, 迈克尔·莫泽, 阿希姆·威贝尔特, 马库斯·科尔贝格尔 申请人:贝洱两合公司