專利名稱：組裝和保持蓄能電池的裝置的制作方法
組裝和保持蓄能電池的裝置本發明涉及一種用于組裝和保持蓄能電池的裝置。
為了驅動電機，混合動力汽車和電動汽車需要大量的電能。在此使用的蓄能器優選是鎳金屬混合電池或鋰離子電池。鋰離子電池實現的一種可能性是棱柱形軟包裝的形式。這種電池由一柔性殼層包裹，典型情況下這一柔性殼是用復合鋁箔制成的。這種蓄能電池裝在一個用比殼層具有更高剛性的材料制成的外殼內，以增加其機械穩定性。
本發明的任務是，將多個分別位于一剛性外殼內的、用于裝在一輛混合動力汽車或電動汽車中的蓄能電池穩定定位，并確保均勻溫度調節。
此任務通過一種具有權利要求1所述特征的外殼解決。本發明中具有優點的其它結構在從屬權利要求中作了說明，從中也可推測得出各單一特征間的組合和其它結構形式。
本裝置用于組裝和保持帶有一柔性殼層的蓄能電池。為了提高各
單一蓄能電池的機械穩定性，這些電池分別設置在一個用比殼層具有
更高剛性的材料制成的外殼內。這一外殼在一平面側上有用于蓄能電
池的金屬電流引出線的兩個開口和一個窗口。蓄能電池使用時，這一窗口可根據蓄能電池內部容積的增大和縮小實現柔性殼層必要的運動。
為了組裝和保持蓄能電池，這一裝置包括一個插接蓄能電池的板材框架。 一個用于冷卻蓄能電池的冷卻器也全部或部分地裝在板材框架內。
本發明的優點是，用帶有柔性殼層的蓄能電池組成的電池組結構緊湊。另一優點是，由于電池組的模塊化結構使電池組長度具有可變性。因此在一個或多個電池組中可根據可用的結構空間組裝和封裝所需數目的蓄能電池。冷卻器可使蓄能電池在希望的溫度下運行，延長蓄能電池的使用壽命，并由此提高蓄能器的安全性。
在一具有優點的實施方式中，在板材框架中配置至少一個帶有電荷重新分布電路的電路板。電荷重新分布電路將在全部蓄能電池或一組蓄能電池之間對電荷進行重新分布。電荷重新分布電路可以是一種對稱電路，但也可以是考慮到各蓄能電池不同的老化情況對蓄能電池進行不同強度的充電和放電的電路。這一實施方式的優點是在具有相應電子器件的電池組結構非常緊湊的情況下延長整個蓄能器的使用壽命。
根據另一個具有優點的實施方式，裝在剛性外殼內、插接在板材框架中的蓄能電池在電流引出線上相互焊接。這種連接形式的優點在于，以這種方式串聯的蓄能電池具有電子接觸可靠的特性。此外還提高了電池組的機械穩定性。
出于電氣絕^^的目的，在另一種具有優點的實施方式中， 一層電氣絕緣的薄膜被固定在板材框架內側蓄能電池的電流引出線的高度上。這一薄膜最好是用聚酰亞胺制成的，但也可用其它具有足夠絕緣能力的聚合薄膜構成。這種實施方式的優點在于，在所需空間小的情況下，實現電流引出線和板材框架的電氣絕緣，出于安全原因這是非常值得推薦的。
根據另一個具有優點的實施方式，板材框架由兩塊分別以卯度
角彎成u形的板材組成。這兩塊板材相互連接，從而形成一個帶矩形
平面的框架。這兩塊板材最好可用螺栓相互連接。這種實施方式僅用兩塊板材就可構成一個穩定的框架結構。
在一個具有許多的實施方式中，從板材框架的側板處可按均勻的
間距切割呈u形的連接板，并向內彎曲。由此形成用于插接設置在剛
性外殼內的蓄能電池的槽。從而使蓄能電池精確地定位在板材框架內。在另一個具有優點的實施方式中，安裝了彈簧，用于把裝在剛性外殼內的蓄能電池定位在板材框架內。該彈簧最好能夠限定外殼中兩個蓄能電池之間的間距。這種實施方式的優點在于，能夠提高穩定性以及優化電池安置的定位。
4下面根據附圖詳細闡述本發明的實施例。
圖l所示是一個帶有已裝入的蓄能電池的外殼。
圖2所示是一塊以90度角彎成U形的板材。圖3所示是一塊帶有向內彎曲的連接板的側板。圖4所示是由帶有冷卻器和側板的蓄能電池構成的一個電池組。圖5所示是一個電池組，它的框架包括兩塊以90度角彎成U形的板材。
圖6所示是一個位于板材框架內的、帶有電荷重新分布電路的電路板的布置。
圖7所示是一個插接在板材框架內的蓄能電池。
圖1所示的示意圖是一個帶有柔性殼層3和兩根電流引出線2的蓄能電池1。這一蓄能電池1被一個用比殼層3具有更高剛性的材料構成的外殼4所包裹，該外殼在一個平面側上有兩個用于電流引出線2的開口和一個窗口。該窗口使動態工作的蓄能電池1可以"呼吸，，。所謂"呼吸，，是指蓄能電池1內部容積的增大和縮小，以及隨之產生的柔性殼層3的運動。外殼3與蓄能電池1的電流引出線2之間是電氣絕緣的。
圖2所示是構成板材框架的一塊板材5的第一優選的實施例。圖示的板材5彎曲成U型，帶有兩個90度角。第二塊彎曲成U型、帶有兩個90度角的板材與第一塊板材一起組成一個帶有矩形內表面的板材框架。在圖示的實施例中，U形板材5在兩個平行端部以90度角向外彎曲，并配有鉆孔。通過這種方式可用螺栓將這兩塊板材相互接合，并由此形成框架。這一示意圖中可看見板材5下部的其它鉆孔，這些鉆孔用于將冷卻器固定在框架中。U形板材5的兩個平行的側面以圖示的形式在上側以90度角向外彎曲。這些表面包含其它可用于固定至少一個電子器件外殼9的鉆孔。在該外殼中設置有一個帶有電荷重新分布電路11的電路板10。
圖3所示是另一種優選的實施例。從板材框架的一塊側板5以均勻的間距切割U形連接板6，并以90度角向內彎曲。由此形成槽，用于在槽中插入設置在剛性外殼4內的蓄能電池1。通過這種方式，把蓄能電池精確地定位在板材框架內。在側板5上，在板材框架內側蓄能電池1的電流引出線2的高度處固定了一層電氣絕緣的薄膜8。這一絕緣薄膜8實現了板材框架與蓄能電池1的電流引出線2之間的電氣絕緣。
圖4所示是作為優選實施方式的兩塊側板5，它們是插入裝在剛性外殼4內的蓄能電池1并裝有冷卻器7的板材框架的組成部分。在圖示的實施例中，冷卻器7是水冷式冷卻器。示意圖清楚表明，按這種方式封裝的蓄能電池1的數目是可變的。甚至也可用這種方法實現由規定長度的較小電池組單元構成的大電池組模塊結構。
作為替代實施例，圖5示出了一種緊湊的電池組，它的板材框架由兩塊以90度角彎曲呈U型、并用螺栓相互接合的板材5組成。這兩塊板材5中的一塊符合圖2所示。另一塊板材是匹配的配對件，并與第 一塊板材一起形成了矩形板材框架。在該板材框架內插入了設置在剛性外殼4中的蓄能電池1 (這里沒有示出)。板材框架下部與一個冷卻器7相連。在圖示的實施例中，冷卻器7是空氣式冷卻器。在這種實施例中，六個電子器件外殼9固定在板材框架的上側。在每個電子器件外殼9中設置有一個帶有電荷重新分布電路11的電路板10。該電路11重新分布各蓄能電池1之間的電荷，以提高蓄能電池的使用壽命并確保不會出現過度充電。
圖6和圖7是圖5所示實施例的俯視圖，圖中各組件被分解。三個電子器件外殼9如圖6右半邊所示。圖的右邊可看到帶有電流引出線2的蓄能電池1。蓄能電池1的正極的電流引出線2通過一匯流條從電池組引出。在圖6的左半邊，三個電子器件外殼9的蓋子已被拆下。可看到帶有電荷重新分布電路11的電路板10。電子器件外殼9用螺栓固定在板材框架上。
在圖7所示的示意圖中電子器件外殼9已被全部拆下。可看到由兩塊以90度角彎成U形的板材5構成的矩形形狀的板材框架。帶有柔性殼層3的蓄能電池1插入到板材框架中。在圖示實施方式中，蓄能電池l的電流引出線2相互焊接。所有的蓄能電池通過焊接串聯在一起，從而通過電池電壓的總和可得出電池組的總電壓。最左邊圖示的蓄能電池1的負極通過一個匯流條從電池組中引出。在從電池組引出的兩條匯流條處可以引出蓄能電池1的總電壓。
附圖標記列表
1 蓄能電池
2 電流引出線
3 柔性殼層4外殼
5 板材
6 金屬連接板7冷卻器
8 絕緣薄膜
9 電子器件外殼
10 電路板
11 電荷重新分布電路
權利要求
1.一種用于組裝和保持蓄能電池(1)的裝置，所述蓄能電池帶有柔性殼層(3)，并被設置在一個在平面側帶有一窗口和兩個用于金屬電流引出線(2)的開口的剛性外殼(4)內，其特片在于，所述裝置包括一個其中插入蓄能電池(1)并裝有一冷卻器(7)的板材框架。
2. 根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，至少一個帶有電 荷重新分布電路(11)的電路板(10)被設置在板材框架內或板材框 架上的電子器件外殼(9)內，所述電荷重新分布電路對全部蓄電電池 或一組蓄能電池(1)之間的電荷進行重新分布。
3. 根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，設置在剛性 外殼(4)內、插入到板材框架內的蓄能電池(1)在電流引出線(2) 處相互焊接。
4. 根據權利要求1至3中任一項所述的裝置，其特征在于，在 板材框架的內側，在蓄能電池(1)的電流引出線(2)的高度處固定 了一層電氣絕緣的薄膜(8)。
5. 根據權利要求1至4中任一項所述的裝置，其特征在于，板 材框架由兩塊以90度角彎成U形并相互連接的板材(5)構成，從而 形成具有矩形表面的框架。
6. 根據權利要求1至6中任一項所述的裝置，其特征在于，從 板材框架的側板(5)以均勻間距切割垂直走向的U形連接板(6)， 并向內彎曲，從而形成用于插接設置在剛性外殼(4)內的蓄能電池(1)
7. 根據權利要求1至6中任一項所述的裝置，其特征在于，用 于定位設置在剛性外殼(4)內的蓄能電池(l)的彈簧被設置在板材 框架中。
全文摘要
本發明涉及一種用于組裝和保持帶有一柔性殼層(3)的蓄能電池(1)的裝置。所述蓄能電池設置在一個在平面側帶有一窗口和兩個用于金屬電流引出線(2)的開口的剛性外殼(4)內。所述裝置包括一個其中插入蓄能電池(1)并裝有一冷卻器(7)的板材框架。
文檔編號H01M2/02GK101647135SQ200880007151
公開日2010年2月10日 申請日期2008年3月5日 優先權日2007年3月5日
發明者J·昂特多爾菲爾, M·凱勒, P·伯科, S·維索夫 申請人:泰米克汽車電機有限公司