储能模块以及用于储能模块的固定装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及用于供电装置的储能模块（1），特别是为机动车供电，该储能模块包括多个存储电池（10），这些存储电池通过牵条（40-42）被紧固在两个端板（30，35）之间，其中，所述储能模块（1）构造成用以插装和锁紧在至少一个固定的锁紧撑架（44）上，所述两个端板（30，35）中的至少一个包括与该端板（30，35）可回转地和/或可移动地连接的锁紧元件（47），以及，借助所述锁紧元件（47）的可回转的和/或可移动的运动，该锁紧元件（47）能够与所述锁紧撑架（44）锁紧。
【专利说明】储能模块以及用于储能模块的固定装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于供电装置的储能模块，特别是为机动车供电，该储能模块包括多个存储电池，这些存储电池通过牵条被紧固在两个端板之间。另外，本发明还涉及一种用于储能模块的固定装置。
【背景技术】
[0002]在通常被称作电池组/蓄电池的机动车的供电装置中大多使用多个储能模块用于驱动车辆，例如电动车或者混合动力车。各储能模块典型地由多个堆叠的棱柱形存储电池组成。各个单体的存储电池包含电化学的电池组电池单元。堆叠起来的单体存储电池大部分情况下通过机械的端板和牵条被紧固构成储能模块。除了将模块彼此进行机械固定之夕卜，端板和牵条还特别用于防止运行过程中在布置于模块内部的电化学电池单元内出现的气体压力变化导致的变形。
[0003]储能模块装配在供电装置内，特别是为机动车供电。通常这一点是利用紧固件予以实施，例如利用螺栓。为了实现螺栓与储能模块之间的连接，迄今为止是在储能模块上设置一些突起部。紧固件插入并穿过这些突起部并且由此例如能够装配在机动车内。这些突起部超过储能模块伸出并因此以不利的方式扩大了储能模块的结构空间。另外，这种利用螺栓和螺母的紧固方法在装配中是很耗费的。图7示出了储能模块的一种非本发明的螺旋连接。如在此所示出的那样，在该传统的方法中，突起部106超过端板30伸出。螺栓101作为紧固件插进这个突起部106中。此螺栓101借助螺旋连接105而固定。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是，提供一种用于供电装置的储能模块，该储能模块能够以简单的方式制造并且可以在结构空间尽可能小的情况下被简单而可靠地紧固。另外，本发明的目的是提供一种用于该储能模块的相应的固定装置。
[0005]上述目的通过各独立权利要求的特征组合得以实现。从属权利要求对本发明的一些有益设计加以说明。
[0006]因此这个目的通过一种用于供电装置的储能模块得以实现，特别是为机动车供电，该储能模块包括多个存储电池，这些存储电池通过牵条被紧固在两个端板之间，其中，所述储能模块构造成用以插装和锁紧在至少一个固定的锁紧撑架上，所述两个端板中的至少一个包括与该端板可回转地和/或可移动地连接的锁紧元件，以及，借助所述锁紧元件的可回转的和/或可移动的运动，该锁紧元件能够与所述锁紧撑架锁紧。
[0007]借助于本发明的锁紧元件，储能模块能够以最简单的方式例如固定在车身内。锁紧撑架优选竖直地从车身中伸出。因此储能模块可以由上部插装到锁紧撑架上。利用仅仅一个手柄就使锁紧元件回转和/或移动，由此在端板与锁紧撑架之间产生力锁合的和/或形状锁合的连接。在优选的实施结构中，两个端板的每一个上分别设置有一个锁紧元件。相应地，于是对于两端板中的每一个端板都具有一个锁紧撑架。由于省掉了螺旋连接，那么装配费用便得到明显减少。
[0008]在有益的构造设计中规定:锁紧元件包括一夹紧面。特别是该夹紧面被如此地设置，即，使它在回转或者移动到锁紧撑架上的一个锁紧突起部下面之后便夹紧。特别是，该锁紧突起部构造成锁紧销。锁紧突起部下面的这种夹紧可以实现特别是一种自锁的和/或无间隙的锁紧。
[0009]另外有益地规定:在锁紧元件与端板之间设置有一弹簧。该弹簧沿锁紧运动的方向对锁紧元件加载。特别是如此地设置所述锁紧元件，使得在储能模块插装到锁紧撑架上之后锁紧元件借助弹簧力而卡接咬合。此处特别是采用拉力弹簧。
[0010]另外有益地规定:端板包括至少一个用于插入锁紧撑架的槽口。通过这个槽口，在锁紧撑架与储能模块或者端板之间产生一种形状锁合的连接。特别是，这一个槽口或者这多个槽口构造成通孔。配合安置于通孔内的锁紧撑架防止了储能模块在垂直于锁紧撑架的所有方向上的移动。特别是，在端板的上端部和下端部分别设置一个槽口，特别是通孔。
[0011]在特别优选的实施结构中，端板构造成双壳式的。在这种情况下，锁紧元件位于两个壳件之间。在装配状态中，同样优选固定撑架至少部分地在两个壳件之间延伸。特别是，所述槽口或者通孔从外部通入到两壳件之间的中间空隙之内。作为可选方案，端板构造为铝压铸件。
[0012]另外，优选锁紧元件构造成偏心轮(偏心转动件)。特别优选所述偏心轮通过一旋转轴与端板可旋转地连接。所述旋转轴优选平行于牵条的牵拉方向设置。在采用上述拉力弹簧的情况下，该拉力弹簧在旋转轴的一侧作用于偏心轮上。夹紧面在所述旋转轴的另一侧构造在偏心轮上。通过这种方式尤其是可以实现夹紧的自锁。
[0013]另外，本发明还包括一种固定装置，其包括至少一个上文所介绍的储能模块和至少一个用以插装储能模块的锁紧撑架。在本发明的储能模块的范围内所描述的有益设计可相应有益地应用于本发明的该固定装置。
[0014]特别是规定:锁紧撑架在一端部上与一个设备、特别是与壳体或者车身固定连接。在此，锁紧元件被这样地设置，即，使得所述锁紧元件的夹紧面从下部接靠锁紧撑架的朝向固定端部的面。特别是，所述夹紧面从下部接靠锁紧突起部或者锁紧销的朝向所述锁紧撑架的固定端部的那一侧。储能模块在装配状态中优选以其底侧配合安置于壳体或者车身上。由此，储能模块向下的进一步运动被卡阻。夹紧面与锁紧撑架、特别是与锁紧突起部相互作用，防止储能模块沿着平行于锁紧撑架的方向抬升。另外，通过夹紧面的这种设置方式可以实现一种自锁的和无间隙的锁紧。锁紧突起部或者锁紧销优选垂直于锁紧撑架和/或平行于水平方向延伸。
[0015]另外，优选规定:锁紧元件和锁紧撑架、特别是锁紧突起部构造为用于自锁夹紧。该自锁夹紧一方面以下述方式得到支持(辅助)，即，夹紧面从下部接靠锁紧突起部的朝向锁紧撑架的固定端部的面。另一方面，对于偏心轮的情况，所述自锁通过夹紧面的几何构造以及通过偏心轮的旋转轴的设置得以实现。
[0016]另外，有益地规定:锁紧撑架构造为用以插装多个上下堆叠的储能模块。为此，所述锁紧撑架构造得长于一个储能模块的高度。另外，锁紧撑架为此包括优选多个上下相叠设置的锁紧突起部。在上下堆叠的储能模块之间，优选可以往锁紧撑架上插装一个隔板。于是类似于端板，该隔板同样包括用于将锁紧撑架插入的槽口或者通孔。[0017]锁紧撑架特别是构造成直杆或直板，或者包括两个平行的、有间隔的板。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下文将参照附图详细阐述本发明。附图中:
[0019]图1为本发明的储能模块的按照所有实施例的存储电池；
[0020]图2为本发明的储能模块的第一实施例，装满了存储电池；
[0021]图3为本发明的固定装置的按第二实施例的细部视图；
[0022]图4为本发明的固定装置的按第三实施例的细部视图；
[0023]图5为本发明的固定装置的按第四实施例的细部视图；
[0024]图6为本发明的固定装置的按第五实施例的细部视图；和
[0025]图7为储能模块的传统的、非本发明的螺旋连接方式。
【具体实施方式】
[0026]下文将借助图1至6对本发明进行更加详细的阐述。图7示出的是储能模块的传统的、非本发明的螺旋连接方式。
[0027]在图1中可以看到储能模块I的单体棱柱形的存储电池10的透视图，该储能模块的总体将在稍后示出。存储电池10典型地包括一块或者多块单体的电化学电池单元，该电池单元在此处所选择的视图中位于存储电池10的内部而看不到。存储电池10在正面13上具有第一极性的连接端子11和第二极性的连接端子12。在图中未示出的该存储电池10的背面14上未设置连接端子。连接端子11、12之一，典型的情况下为存储电池的正极，可以与存储电池10的壳体电连接。由于在本发明的储能模块I中多个存储电池10至少堆叠成一个序列、彼此相继地布置，所以至少是相对置的主平面15、16设有电绝缘材料。在图1中所示出的实施例中，胶粘薄膜20被贴覆到主平面15、16上。
[0028]在根据图2的本发明的储能模块中，各存储电池10被设置在例如一个存储电池序列中。使用端板30和牵条40、42对堆叠成一个序列的存储电池进行紧固。未示出的第二端板与示出的端板30相对设置。各端板也被称作压板。
[0029]在图2中，根据第一实施例的端板构造成铝压铸板。在端板30内部设置有一锁紧元件47。为了固定储能模块1，将该储能模块插装在锁紧撑架44上。然后锁紧元件47为了固定储能模块I而与锁紧撑架44配合作用。将在后继附图中对锁紧机构的确切构造进行详细说明。
[0030]借助图3对本发明的固定装置100的第二实施例加以阐述。相同或者功能相同的部件在所有的实施例中配有同样的附图标记。可以看到作为储能模块I的冲压弯曲件的端板30以及两个牵条40、42。储能模块I设立于壳体或者车身43上。
[0031]锁紧撑架44从车身43垂直向上延伸。锁紧撑架44以其下部的、固定的端部45与车身43相连接。从锁紧撑架44上垂直地伸出一个锁紧突起部(构造成锁紧销46)。锁紧销46沿牵条40至42的牵拉方向延伸。
[0032]储能模块I被套装到锁紧撑架44上。与此同时锁紧撑架44穿过端板30。按相应方式，在蓄能模块I的相对置的一侧上设有一个锁紧撑架44，该锁紧撑架穿过另一个端板35。[0033]端板30具有两个槽口(构造成通孔55)。两个通孔55位于端板30的上端部和下端部。锁紧撑架44穿过这些通孔55延伸。
[0034]锁紧元件(构造成偏心轮47 )安装在端板30上。偏心轮47包括一个夹紧面48并且借助旋转轴49与端板30可旋转地连接。旋转轴49平行于牵条40至42的牵拉方向延伸。图中示出的是储能模块I的锁紧状态。这里，呈弧形构造的夹紧面48位于锁紧销46下面。另外，设置有一个拉力弹簧52。该拉力弹簧52的一端与端板30固定连接。该拉力弹簧52的另一端作用在偏心轮47上。拉力弹簧42对偏心轮47如此地加载，即，使得夹紧面48被压向锁紧销46。另外，在偏心轮47上设有一个手柄51。在储能模块I套装到锁紧撑架44上之前，安装人员拉住手柄51。因此拉力弹簧52承载拉力以及夹紧面48向左转动。一旦储能模块I被套装到锁紧撑架44上，安装人员便可释放手柄51，拉力弹簧52使夹紧面48向右转动。通过这种方式在夹紧面48与锁紧销46之间产生了夹紧。为防止拉力弹簧52过度延伸，在端板30上设置有一止挡50。
[0035]图4示出的是本发明的固定装置100的第三实施例。相同或者功能相同的部件在所有的实施例中配有同样的附图标记。在该第三实施例中，端板30(相对置的端板35也完全一样地)构造成双壳式的。在图4中可以看到端板30的上壳件53。此处无法看到相应的下壳件。该下壳件与上壳件平行地位于内侧面。例如内壳构造成如同图3中的端板30那样。
[0036]在图4中，上壳件53的一部分被绘制成透明的，从而可以看到锁紧机构。在上壳件53与下壳件之间构成有一个空腔。锁紧机构设置在这个空腔内。特别是，两个通孔55通入到所述空腔之中，因而锁紧撑架44可以穿插通过该空腔。
[0037]图5示出的是本发明的固定装置100的第四实施例。相同或者功能相同的部件在所有的实施例中配有同样的附图标记。在图5中，带有双壳式端板30、35的两个储能模块I上下相叠地设置在一个锁紧撑架44上。为此，锁紧撑架44构造得较长并且包括两个锁紧销46。有一块隔板54位于两个储能模块I之间。该隔板54同样包括通孔55，从而隔板54同样可以插装到锁紧撑 架44上。
[0038]图6示出的是本发明的固定装置100的第五实施例。相同或者功能相同的部件在所有的实施例中配有同样的附图标记。完全如同第一实施例中那样，这里在该第五实施例中端板30也构造成铝压铸件。然而在此，如同在实施例2至4中那样，锁紧撑架44包括两块有间隔的、平行对置的、纵向延伸的板。锁紧销46在锁紧撑架44的这两块板之间延伸。因此偏心轮47同样也嵌置于这两块纵向延伸的板之间。
[0039]附图标记列表
[0040]I储能模块
[0041]10存储电池
[0042]11第一极性连接端子
[0043]12第二极性连接端子
[0044]13正面
[0045]14背面
[0046]15主平面
[0047]16主平面[0048]20胶粘薄膜
[0049]30端板
[0050]35端板
[0051]40牵条
[0052]42牵条
[0053]43壳体/车身
[0054]44锁紧撑架
[0055]45固定的端部
[0056]46锁紧突起部/锁紧销
[0057]47锁紧元件/偏心轮
[0058]48夹紧面
[0059]49旋转轴
[0060]50止挡
[0061]51手柄
[0062]52拉力 弹簧
[0063]53上壳件
[0064]54隔板
[0065]55槽口
[0066]100固定装置
[0067]101螺栓
[0068]105螺纹连接
[0069]106突起部
【权利要求】
1.用于供电装置的储能模块(1)，特别是为机动车供电，该储能模块包括多个存储电池(IO )，这些存储电池通过牵条(40-42 )被紧固在两个端板(30，35 )之间， 其中，所述储能模块(I)构造成用以插装和锁紧在至少一个固定的锁紧撑架(44)上， 其中，所述两个端板(30，35 )中的至少一个包括与该端板(30，35 )可回转地和/或可移动地连接的锁紧元件(47)，以及 其中，借助所述锁紧元件(47)的可回转的和/或可移动的运动，该锁紧元件(47)能够与所述锁紧撑架(44)锁紧。
2.如权利要求1所述的储能模块，其特征在于:所述锁紧元件(47)包括夹紧面(48)，其中，该夹紧面(48)能够回转和/或能够移动到所述锁紧撑架(44)上的锁紧突起部(46)下面，特别是锁紧销下面。
3.如前述权利要求之任一项所述的储能模块，其特征在于:在所述锁紧元件(47)与所述端板(30，35)之间设有弹簧(52)，其中，该弹簧(52)设置为用于支持所述锁紧元件(47)的可回转的和/或可移动的运动以便与所述锁紧撑架(44)锁紧。
4.如前述权利要求之任一项所述的储能模块，其特征在于:所述端板(30，35)包括至少一个用于插入所述锁紧撑架(44)的槽口(55)，特别是至少一个通孔。
5.如前述权利要求之任一项所述的储能模块，其特征在于:所述端板(30，35)由两个壳件(53)构成，其中，所述锁紧元件(47)设置在所述两个壳件(53)之间。
6.如前述权利要求之任一项所述的储能模块，其特征在于:所述锁紧元件(47)构造成偏心轮。
7.如权利要求6所述的储能模块，其特征在于:所述偏心轮(47)通过一旋转轴(49)与所述端板(30，35)连接。
8.固定装置(100)，其包括至少一个如前述权利要求之任一项所述的储能模块(I)和至少一个用以插装该储能模块(I)的锁紧撑架(44)。
9.如权利要求8所述的固定装置，其特征在于:所述锁紧撑架(44)在一端部(45)处与一个设备(43)、特别是壳体或者车身固定连接，其中，所述锁紧元件(47)的夹紧面(48)从下部接靠所述锁紧撑架(44)的、特别是所述锁紧突起部(46)的朝向固定的该端部(45)的面。
10.如权利要求8或9之任一项所述的固定装置，其特征在于:所述锁紧元件(47)和所述锁紧撑架(44)、特别是所述锁紧突起部(46)构造成用于自锁夹紧。
11.如权利要求8至10之任一项所述的固定装置，其特征在于:所述锁紧撑架(44)构造成用以插装多个上下堆叠的储能模块(I)。
【文档编号】H01M2/10GK103430346SQ201280012497
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2012年6月8日 优先权日:2011年7月12日
【发明者】H·格斯曼 申请人:宝马股份公司