用于机动车辆的能量单元固持装置的制作方法

本发明涉及用于机动车辆的能量单元固持装置和能量单元模块。

背景技术：

de102014216811a1描述了一种电池模块系统，该电池模块系统包括用于接纳至少两个电池模块的外壳，其中，该外壳在内部具有连接元件以接纳电池模块的连接元件，从而将电池模块固定在外壳中，其中，这些电池模块各自具有端板，电池模块的连接元件被安排在该端板上。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于机动车辆的电池单元的模块和系统的改进结构。

这个目的通过独立专利权利要求的主题来实现。可以在从属专利权利要求、说明书和附图中找到实施例和发展。

本发明的第一方面涉及一种用于机动车辆的能量单元固持装置，该能量单元固持装置包括：接触板，该接触板具有至少一个切口和至少一个突出部分；其中，该切口和该突出部分被设计成用于经由该能量单元的壳体表面通过形状配合和/或力配合和/或物质粘合将该能量单元固定至该接触板；并且其中，该切口和该突出部分被设计成用于经由该能量单元的壳体表面接触该能量单元的至少一个电端子。

换言之，能量单元经由能量单元的壳体表面联接或锁定或固定至接触板：

i)以压力装配工艺通过形状配合和力配合；和/或

ii)以胶合、锡焊或焊接工艺通过物质粘合。

换言之，能量单元经由能量单元的壳体表面固定至接触板：

i)通过形状配合和力配合；和/或

ii)通过物质粘合。能量单元沿着能量单元的壳体表面机械地连接到接触板上。

换言之，本发明有利地允许提供一种用于在模块密封的同时接触圆形电池单元的方法。

换言之，在本发明的一个实施例中，可以提供金属导电板，该金属导电板在圆形开口或与圆柱形能量单元的几何形状相适配的开口的边缘上具有突出部分，该突出部分例如通过冲孔产生。

换言之，由于扩大了与能量单元的接触长度或面积、即接触表面或固持表面，突出部分改善了能量单元的锁定和电接触。

换言之，在本发明的一个实施例中，在接触过程中将板引导到单元的圆柱形壳体表面上并固定在那里。

在本发明的一个实施例中，在圆柱形壳体表面上的这种接触可以在单元的同一上部区中产生，该单元在端面上还具有帽触点。这有利地意味着单元的下部区不需要任何电接触或机械固定连接；整个安装空间可用于冷却，即冷却剂可以完全围绕单元的一个半侧流动。

固定例如使用形状配合和力配合连接工艺产生。这可以是压力装配工艺，其以形状配合和力配合的方式将突出部分压在能量单元的壳体表面上。

然而，胶合、锡焊或焊接工艺是优选的，因为这些工艺允许物质粘合连接，这甚至密封诸如冷却剂等液体介质。

在本发明的一个实施例中，在固定之后，单元的壳体表面和接触板的下侧(例如面向冷却剂的一侧)设置有涂层，该涂层抑制导电性并同时保护暴露的材料免受腐蚀。

因为例如圆柱形能量单元的第一负极经由圆柱体形式的上部区中的壳体表面通过密封连接或机械连接(即，通过力配合和形状配合、有利地还通过物质粘合)接触，所以不需要进一步密封以保护位于下方的壳体表面免受导电介质的影响。

在本发明的一个实施例中，将具有在顶部和在底部(有利地可自由触及的)下壳体表面处的触点的能量单元放置在包含导热介质的容器中。

由于这种解决方案或这种触点安排，能量单元的热接触面积非常大，例如，80％的安装空间可以自由地触及冷却剂，同时不需要提供进一步的密封来隔离正触点和负触点。

在本发明的一个实施例中，提供了两个电池极的单侧接触。换言之，仅电池单元的至多半侧用于电接触和机械固定。结果是巨大的冷却能力，因为冷却剂可以完全围绕未使用的半侧流动。

在本发明的一个实施例中，在圆柱形壳体表面周围提供了通过力配合和形状配合或物质粘合的密封连接，以便将电池单元的接触和锁定与冷却分开、并且防止冷却剂穿过例如进入电触点区。

换言之，围绕在能量单元与接触板之间的圆形接触区域的整个圆周提供接触板与能量单元的壳体表面之间的机械连接。

在本发明的一个实施例中，与能量单元相适配的开口例如通过冲孔在接触板中制成。

在本发明的一个实施例中，提供了突出部分，该突出部分在接触板上例如沿正极的方向突出、并且允许力配合或例如通过激光焊接的物质粘合连接，而不会损坏能量单元。

在本发明的一个实施例中，两个电池触点通过形状配合和/或物质粘合连接来密封冷却介质。

在从属权利要求中表征了本发明的有利配置。

在本发明的有利实施例中，提供的是该切口和该突出部分被设计成用于经由该能量单元的壳体表面通过在该壳体表面的四周的形状配合和/或力配合和/或物质粘合将该能量单元固定至该接触板。此处，有利的是，电池单元的冷却可以在锁定和接触的相反侧上进行。

在本发明的进一步有利实施例中，提供的是该切口和/或该突出部分被设计成用于以压力装配工艺通过形状配合和力配合来固定该能量单元。这有利地允许电池单元固持装置的有利生产。

在本发明的进一步有利实施例中，提供的是该切口和/或该突出部分被设计成用于通过使用胶合、锡焊或焊接工艺的物质粘合来固定该能量单元。这有利地允许提供密封的物质粘合连接，并且实现用于冷却的区与用于接触和锁定的区之间的分离。

在本发明的进一步有利实施例中，提供的是该切口和该突出部分被设计成用于在该能量单元的半侧区内接触该能量单元的壳体表面、并且还在该半侧区内接触该能量单元的端面。换言之，能量单元的接触可以在能量单元的(即同一个)半侧区内发生。

在本发明的进一步有利实施例中，提供的是该接触板还包括隔离层，该隔离层被设计成用于保护该能量单元固持装置免受腐蚀。

在本发明的进一步、第二方面，提供了一种用于机动车辆的单元模块结构，其中，该单元模块结构包括至少一个能量单元和能量单元固持装置。

在本发明的进一步有利实施例中，提供的是该能量单元具有例如圆柱形形式或圆形单元形式。

在本发明的进一步有利实施例中，提供的是该能量单元包括在该能量单元的端面上的作为第一电触点的触点和在壳体表面上的作为第二电触点的触点，其中，该第二电触点被安排在半侧区内，并且此外，该第一电触点被安排在该半侧区内。此处，术语“第一”和“第二”电触点表示例如能量单元的负极和正极。

此方法和此安排有利地允许将能量单元在能量单元的一个半侧区中的电接触与能量单元在能量单元的另一个半侧区中的冷却分离开。

在本发明的进一步有利实施例中，提供的是该能量单元的壳体表面被设计成用于通过形状配合和/或力配合和/或物质粘合来固定至该能量单元固持装置的接触板。

所描述的实施例和发展可以根据需要彼此组合。

本发明的进一步可能的实施例、发展和实施方式还包括未明确说明的本发明的在上文或下文中关于示例性实施例描述的特征的组合。

附图旨在传达对本发明实施例的进一步理解。附图展示了实施例，并结合说明书用于阐明本发明的概念。

参照附图，其他实施例和许多特定优点将变得显而易见。附图中展示的元件不一定相对于彼此按正确比例显示。

附图说明

这些附图示出：

图1解释本发明的电池单元接触件的示意性图示；

图2根据本发明示例性实施例的具有电池单元接触件的能量单元固持装置的示意性图示；

图3根据本发明示例性实施例的具有电池单元接触件的能量单元固持装置的示意性图示；

图4根据本发明示例性实施例的能量单元固持装置的接触板的示意性图示。

具体实施方式

在附图中，除非另有说明，否则相同的附图标记表示相同或功能相同的元件、组件、部件或方法步骤。

例如，车辆可以例如是机动车辆或混合动力车辆(诸如小汽车、公共汽车或卡车)，但也可以是轨道车辆、船舶或诸如直升机或飞机等飞行器、或轻便摩托车、踏板车、摩托车、助力自行车或电动自行车、或电动单车。

根据本发明示例性实施例的能量单元固持装置还可以用于固定式能量存储器。

本发明中使用的术语“突出部分”包括添加材料，例如冲压件或突起。例如，突出部分也可以是通过在接触板中冲出切口而“留下”、或者通过冲孔工艺进行冲压。

本发明中使用的术语“能量单元”或“电池单元”包括电能的能量存储器；具体地说，该术语包括电化学能量存储器，其可以分为原电池和蓄电池。

本发明中使用的术语“壳体表面”包括例如在能量单元外侧的表面或表面条带，该表面或表面条带例如具有圆柱形形式或圆形单元形式。

本发明中使用的术语“端面”包括例如能量单元的圆柱形形式的底面。

图1示出了解释本发明的电池单元接触件的示意性图示。

电池单元5或能量单元5在顶部和底部例如通过圆形单元的两个端面或底面上的帽触点和底触点接触。

侧面固定或机械锁定可以在能量单元5的壳体表面上在能量单元5的由箭头指示的点或区域处进行。

圆柱形电池单元(例如锂离子电池)通常在单元顶部的正极(阴极)和单元底面的负极(阳极)处接触，其中，圆柱体的帽和底用作触点。

由于固持力有限，圆柱形能量单元的盖和底处的电接触不足以将单元永久地保持在位，尤其是对于移动应用。

此处，需要单元的进一步侧向固定，如图1所示。并且，以这种方式的热接触有时不足以用于重载电池。

为了消散单元的废热，可以例如经由圆形单元的圆柱体的侧壁来创建热接触。

如果单元放置在通常导电的冷却介质中，则帽触点和底触点必须通过密封件密封介质。这导致极大的复杂性。

图2示出了根据本发明示例性实施例的具有电池单元接触件的能量单元固持装置的示意性图示。

电池单元或能量单元5的帽触点例如被安排在顶部(如图所示)，其中，例如电池的正极被安排在能量单元5的端面上，如图中所指示的。

经由能量单元5外壳的接触经由接触板1产生，该接触板具有至少一个切口4-n和至少一个突出部分2-n，其中，n表示接触板1中的能量单元5的数量。

相应地，接触板1可以包括多个切口4-n和突出部分2-n。

例如，能量单元5的负极经由能量单元5的壳体表面的接触而电连接。

有利的是，能量单元固持装置10允许电池单元的电接触、同时即直接使用冷却剂对单元壳体表面进行冷却，而不使用具有临界公差的橡胶密封件或类似的复杂冲压件。

能量单元固持装置10的接触板1允许若干能量单元5电连接到模块中，该模块在某些情况下也称为“电池组”。

能量单元固持装置10允许实现能量单元5的块结构和模块化结构。

图3示出了根据本发明示例性实施例的具有电池单元接触件的能量单元固持装置的示意性图示。

接触板1具有至少一个突出部分2-n，该至少一个突出部分扩大了与能量单元5的壳体表面的接触或连接区域，从而改善了能量单元5在能量单元固持装置10中的机械锁定、和/或能量单元5与接触板1的电接触。

能量单元5可以分为第一或上半侧区b和第二或下半侧区a。

此处，半侧区a、b的划分可以以任意比率进行。有利的是，半侧区a较大，因为这增加了冷却系统的冷却能力。这有利地允许能量单元5在例如由于能量单元5的操作引起的温度变化下或者在不利的气候环境温度下保持在预定温度范围内。

能量单元5的电接触首先通过半侧区b中的设置在端面上的帽触点产生，其次通过经由也在半侧区b中的壳体表面接触能量单元5产生，其中，能量单元5的壳体表面上的电触点与接触板1和相应的突出部分2-n连接。

如箭头所指示的，冷却剂可以在能量单元5的半侧区a中围绕能量单元5流动并且确保能量单元5的相应冷却或调温。

图4示出了根据本发明示例性实施例的能量单元固持装置的接触板的示意性图示。

接触板1包括复数n个切口4-n和突出部分2-n。突出部分可以设置为冲压件或突起、并且用于扩大与能量单元5的壳体表面的连接区域。

此处如图4所示，接触板1包括四个切口4-1、4-2、4-3、4-4和四个突出部分2-1、2-2、2-3、2-4。

虽然以上基于优选示例性实施例描述了本发明，但是本发明不限于此，而是可以以各种方式进行修改。

另外，应注意，“包括”和“具有”不排除任何其他元件或步骤，并且“一个(a)”或“一个(an)”并不排除复数。

另外，应注意，已经参考上述示例性实施例之一描述的特征或步骤也可以与上述其他示例性实施例的其他特征或步骤结合使用。权利要求中的附图标记不应被认为是限制性的。