蓄电池和具有该蓄电池的机动车的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种蓄电池(10)，所述蓄电池具有至少一个包括多个并排安置在一个底板(18)上面的蓄电池单元(16)的蓄电池模块(14)。其中，蓄电池模块(14)通过其底板(18)安置在蓄电池(10)的基板(24)上面或者蓄电池(10)的子单元(12)的基板(24)上面。底板(18)和基板(24)通过至少一个紧固系统(26)彼此固定地连接。其中，紧固系统(26)具有至少两个彼此啮合的紧固元件(30，32)，其中，第一紧固元件(30)安置在蓄电池模块(14)上和第二紧固元件(32)安置在基板(24)上。此外，本发明还涉及一种具有所述蓄电池(10)的机动车。
【专利说明】蓄电池和具有该蓄电池的机动车
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种蓄电池和一种具有蓄电池的机动车，其中，所述蓄电池具有至少一个包括多个并排安置在底板上面的蓄电池单元的蓄电池模块并且所述蓄电池模块通过其底板安置在所述蓄电池的基板上面或者所述蓄电池的子单元的基板上面并且所述底板和基板借助于至少一个紧固系统彼此固定地连接。
【背景技术】
[0002]已知如此地设计蓄电池的基础结构，使得在该蓄电池中蓄电池模块包含多个蓄电池单元并且多个蓄电池模块又安置在子单元内。然后，多个所述子单元形成蓄电池。
[0003]其中，把元件组装成组件通常是通过螺栓连接和铆接实现的，因此，在组装时需要使用工具和较高的安装花费。
【发明内容】
[0004]依据本发明提供了一种蓄电池，其具有至少一个包括多个并排安置在底板上面的蓄电池单元的蓄电池模块。所述蓄电池模块通过其底板安置在蓄电池的基板上面或者蓄电池的子单元的基板上面。所述底板和基板通过至少一个紧固系统彼此固定地连接。所述紧固系统具有至少两个彼此啮合的紧固元件，其中，第一紧固元件安置在所述蓄电池模块上以及第二紧固元件安置在所述基板上。优选地，所述蓄电池是锂-离子蓄电池。
[0005]其中的优势在于，通过使所述蓄电池模块与所述基板啮合可以快速、简单和可靠地组装蓄电池。另一个优势是，在安装时只需从唯一的方向接触。
[0006]在组装所述蓄电池模块与所述基板时，至少一个紧固元件根据紧固元件的轮廓被迫发生弹性变形，由于所述的弹性变形，所述紧固元件在啮合时弹回并且从后面夹紧另一个紧固元件。其中的优势在于，不需要额外的工具把蓄电池模块安装到基板上面。
[0007]此外，利用所述的紧固系统在所述蓄电池的基板或者所述蓄电池的子单元的基板上面有利地给定了所述蓄电池模块的明确的位置。依据本发明所述蓄电池的安装过程因此能够容易地被纳入自动化的过程。
[0008]在本申报文件中规定，第一紧固元件是安置在所述蓄电池模块上，以及第二紧固元件是安置在基板上。
[0009]在本发明的一个优选的实施方式中规定，在与基板垂直的方向上通过所述两个紧固元件至少形成一个形状啮合。
[0010]因此，在把蓄电池模块安装在基板上面之后，有利地阻止了所述蓄电池模块从所述基板中抬起。
[0011]在本发明的另一个优选的实施方式中规定，第一紧固元件是安置在所述蓄电池模块的底板上。
[0012]因为所述蓄电池模块的底板提供一个相对较大的表面并且是安装在所述蓄电池的基板或者所述蓄电池的子单元的基板上面，所以对于把第一紧固元件安置在底板上，多个位置是可能的。在包装所述蓄电池时，这有利地提供了较大的余地。
[0013]把所述第一紧固元件安置在所述蓄电池模块的底板上的替选方案规定，所述第一紧固元件安置在位于所述蓄电池模块的外侧的蓄电池单元旁边的压板上。优选地，分别在所述蓄电池模块的第一个蓄电池单元的前面和在最后一个蓄电池单元的后面安置压板。
[0014]利用所述实施方式，固定点安置在所述蓄电池模块的底面的外边缘上。因此能够有利地实现所述紧固系统之间具有一个尽可能大的间距并且以此进行有效的紧固。
[0015]在本发明的另一个优选的实施方式中规定，第二紧固元件是通过所述基板的凹处和所述基板的与所述凹处邻接的表面构成。优选地，所述第一紧固元件是一个探入凹处内并且从后面夹紧所述基板的与凹处邻接的表面的弹簧臂。
[0016]凹处优选地描述了最简单的和成本最低的实施方式，利用其可以生成一个用于与另一个紧固元件啮合的侧凹。优选地，所述凹处是一个孔，尤其是一个袋孔。
[0017]优选地，所述凹处安置在所述蓄电池模块下面的底板内。
[0018]借此可以有利地实现，在蓄电池内不会由于所述紧固系统产生额外的空间要求。
[0019]在一个优选的实施方式中规定，第一紧固元件是一个突出部和第二紧固元件是一个从后面夹紧所述突出部的弹簧臂。
[0020]借此可以创造一个从底板的基本形状突出的第二紧固元件。底板的核心部分保持不与这种实施方式的紧固系统接触。借此可以有利实现系统，管路，尤其是冷却管路或类似的管路穿过底板。
[0021]因此在本发明的一个优选的实施方式中规定，底板是能够导热的，即是一个冷却板。
[0022]优选地，利用将底板作为冷却板的实施方式，能够较容易地对蓄电池模块进行温度调节。
[0023]在本发明的一个优选的实施方式中规定，在蓄电池模块与基板之间安置在所述蓄电池模块与所述基板之间施加预应力的中间层。
[0024]所述紧固系统借此能够更有利地阻止所述紧固元件相互分开。
[0025]在本发明的一个优选的实施方式中规定，所述第一紧固元件与所述底板和/或压板形成一体和/或第二紧固元件与所述基板形成一体。
[0026]优选地，依据本发明所述蓄电池借此是由较少的元件构成。
[0027]此外，依据本发明还提供一种具有以上所述实施方式的依据本发明所述的蓄电池的机动车，其中，所述蓄电池与机动车的驱动系统相连接。作为元件的依据本发明所述的蓄电池的优势也有益于最为组件的机动车。
[0028]在从属权利要求和说明中对本发明的优选的改进方案进行说明。
[0029]蓄电池这一概念在本申报文件中也包括蓄电池系统，蓄能池，蓄能池组，蓄能池系统，尤其是锂离子-系统或者锂-聚合物-离子-系统。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]将依据附图及后续的说明进一步阐述本发明的实施例，其中:
[0031]图1示出了按照【背景技术】的蓄电池的基本结构；
[0032]图2示出了按照【背景技术】的蓄电池模块；[0033]图3示出了依据本发明所述蓄电池的蓄电池模块的一个实施方式的原理图；
[0034]图4示出了依据本发明所述蓄电池的蓄电池模块的另一个实施方式的原理图；
[0035]图5示出了依据本发明所述蓄电池的蓄电池模块的压板的横截面图；，
[0036]图6示出了依据本发明所述蓄电池的蓄电池模块的另一个实施方式的原理图；
[0037]图7示出了依据本发明所述蓄电池的蓄电池模块的另一个实施方式的原理图；
[0038]图8示出了具有紧固元件的底板；以及
[0039]图9示出了具有紧固元件的压板。
【具体实施方式】
[0040]在图1中示例性地示出了按照【背景技术】的蓄电池10的基本结构，但并不局限于此。依据本发明的蓄电池10原则上具有相同的基本结构。在蓄电池10中，蓄电池模块14包含多个蓄电池单元16。多个蓄电池模块14安置在子单元12内。在这里多个子单元12形成蓄电池10。
[0041]也可能蓄电池10只包括唯一的子单元12或者唯一的蓄电池模块14。
[0042]在图2中示例性地示出了按照【背景技术】的蓄电池模块14，但并不局限于此。依据本发明的蓄电池10的蓄电池模块14以这种结构为基础。在所示的变型中蓄电池模块14具有六个蓄电池单元16。每个蓄电池模块14中也能够有六个以上或以下的蓄电池单元16。蓄电池单元16的数量视所要求的蓄电池模块14的功率参数或能量参数和单个蓄电池单元16的功率参数或能量参数而定。
[0043]蓄电池单兀16分别具有一个基本上呈棱柱形的基体,优选一个基本上呈长方六面体形的基体，并且并排共同安置在一个底板18上面。蓄电池模块14从而同样具有基本上呈棱柱的基本形状，优选基本上呈长方六面体形的基本形状。
[0044]优选地，蓄电池单元16是通过其底侧安装在底板18上面，S卩，通过与端子34所处的基体侧相对的基体侧。
[0045]为了将各蓄电池单元16保持在一起，通过至少一个张紧带22将这些蓄电池单元围住。为了使外侧的蓄电池单元16，S卩，只有一侧与另一个蓄电池单元16邻接的蓄电池单元不至于承受过高的负荷，优选在蓄电池模块14的端面设置压板20。压板20将由张紧带22施加的力大面积地分配给外侧的蓄电池单元16。
[0046]可选地，在各蓄电池单元16之间安置导热板，以便使各蓄电池单元16能够更好地散热地彼此连接。
[0047]图3示例性地示出了一个依据本发明所述蓄电池10的蓄电池模块14的一个实施方式的原理图，但并不局限于此。所示的是一个与蓄电池模块14的一个端面平行的横截面。
[0048]所示的蓄电池模块14包括蓄电池单元16和处于基板24上面的底板18。基板24能够是蓄电池10的子单元12的一部分或本身是蓄电池10的一部分。
[0049]在依据本发明的实施方式中，蓄电池模块14和基板24具有紧固系统26。所示的是两个彼此呈镜像安置的紧固系统26。
[0050]依据本发明设置了至少一个紧固系统26。依据本发明是根据蓄电池模块14的尺寸和质量安置另外的紧固系统26。该紧固系统也可以是位错地(versetzt)和/或彼此呈一个角度地安置。依据本发明能够考虑同时存在紧固系统26的不同的实施方式。
[0051]图3中所示的紧固系统26各自具有两个紧固元件，一个第一紧固元件30和一个第二紧固元件32。其中在本申请文件中规定，第一紧固元件30是安置在蓄电池模块14上以及第二紧固元件32是安置在基板24上。
[0052]所示的紧固元件30和32的结构只是范例。在图3中第一紧固元件30分别通过具有侧凹的弹簧臂形成。以及第二紧固元件32在这里是分别通过凹处36和基板24的与凹处邻接的表面形成。
[0053]弹簧臂基本上呈长形，其通过弯曲可以发生弹性变形。弹簧臂在其自由端配备一个斜面，通过其造成沿着所述第二紧固元件32的轮廓的弹性弯曲。弹簧臂在斜面的后面具有侧凹。当紧固元件30和32啮合时，该侧凹与第二紧固元件32的一个面相对安装方向生成一个形状啮合。借此阻止蓄电池模块14从基板24抬起。
[0054]在组装蓄电池模块14与基板24的过程中通过基板24的轮廓，即凹处36向一侧挤压弹簧臂和当通过凹处36之后弹簧臂恢复到其正常的、没有变形的位置。从而基板24被弹簧臂的侧凹从后面夹紧。此外，通过凹处36的壁部各弹簧臂至少在安装方向的一个横向方向被锁止。优选地，紧固系统26是以这样的方式定位，即，不同的紧固系统26将第一紧固元件30锁止在不同的横向方向。
[0055]在图3所示的实施方式的变型中，凹处36也能够安置在基板24的边缘。此外，凹处36的一个作为袋孔的实施方式是可能的，所述的袋孔的深度小于基板24的厚度。S卩，凹处36不能达到所述基板24的底面。袋孔本身在内部具有一个侧凹，第一紧固元件30可以与该侧凹啮合。
[0056]根据凹处36的实施方式确定第一紧固元件30的高度，使得蓄电池模块14能够以一个确定的力平放在基板24上面。必要时另外在蓄电池模块14和基板24之间安置一个中间层。
[0057]图4示例性地示出了依据本发明所述蓄电池10的蓄电池模块14的另一个实施方式的原理图，但并不局限于此。所示的是与蓄电池模块14的一个端面平行的横截面。
[0058]作为对图3所示实施方式的补充，图4的变型拥有一个安置在蓄电池模块14和基板24之间的中间层28。依据本发明所述中间层28是可选的。
[0059]中间层28在安装状态下向蓄电池模块14和基板24施加一个确定的预应力。中间层28具有弹性变形特性。在图4中这通过波纹表示。中间层28的实际形状能够与所示的有差别。
[0060]图5示例性地示出了依据本发明的蓄电池的压板20的横截面图，但是并不局限于此。压板20具有一个集成的第一紧固元件30。第一紧固元件30的数量和排列可以变化，不一定必须与这里没有显示的基板24的第二紧固元件32的数量和排列相对应，因此可以将蓄电池模块14固定在基板24上面的不同位置。
[0061]在图5所示的范例中，第一紧固元件30是弹簧臂。在图9中示例性地显示压板20的两个形成为突出部的第一紧固元件30。按照本发明的压板20和第一紧固元件30优选地形成为一体。第二紧固元件32是按照第一紧固元件30的形状与第一紧固元件30对应地形成，因此能够在确定的位置啮合。
[0062]图6不例性地显不一个按照本发明的蓄电池10的一个蓄电池模块14的一个实施方式的原理图，但是并不局限于此，在该图中第一紧固元件30同样形成为突出部。与图9的不同之处在于它们是在蓄电池模块14的底板18上面形成。所示的是一个与蓄电池模块14的一个端面平行的横截面。
[0063]所示的蓄电池模块14包括蓄电池单元16和处于基板24上面的底板18。基板24能够是蓄电池10的子单元12的一部分或本身是蓄电池10的一部分。
[0064]在依据本发明的实施方式中，蓄电池模块14和基板24具有紧固系统26。所示的是两个彼此呈镜像安置的紧固系统26。
[0065]图6中所示的紧固元件30和32的形状仅作为示例。在图6中，第一紧固元件30是分别通过底板18的一个突出部形成。突出部分别具有一个斜坡和一个侧凹。第二紧固元件32在这里是分别通过一个弹簧臂形成。
[0066]在组装蓄电池模块14与基板24的过程中，通过底板18的轮廓，即斜坡向一侧挤压弹簧臂以及当通过斜坡之后弹簧臂恢复到其正常的、没有变形的位置。底板18借此分别被弹簧臂的侧凹从后面夹紧。弹簧臂的侧凹和底板18的突出部借此分别形成一种形状啮合连接。
[0067]图7示例性地显示依据本发明所述蓄电池10的蓄电池模块14的另一个实施方式的原理图，但是并不局限于此，所示的是与蓄电池模块14的一个端面平行的横截面。
[0068]作为对图6中所示实施方式的补充，与图4对应的图7的变型拥有安置在底板18和基板24之间的一个中间层28。
[0069]图8示例性地显示依据本发明所述蓄电池10的底板18，但是并不局限于此。底板18具有形成为突出部的第一紧固元件30。依据本发明优选突出部与底板18形成为一体。
【权利要求】
1.一种蓄电池(10)，其具有至少一个包括多个并排安置在底板(18)上面的蓄电池单元(16)的蓄电池模块(14)，其中，所述蓄电池模块(14)通过其底板(18)安置在所述蓄电池(10)的基板(24)上面或者所述蓄电池(10)的子单元(12)的基板(24)上面并且所述底板(18)和所述基板(24)通过至少一个紧固系统(26)彼此固定地连接，其特征在于，所述紧固系统(26)具有至少两个彼此啮合的紧固元件(30，32)，其中，第一紧固元件(30)安置在所述蓄电池模块(14)上并且第二紧固元件(32)安置在所述基板(24)上。
2.根据权利要求1所述的蓄电池(10)，其中，在与所述基板(24)垂直的方向上通过所述两个紧固元件(30，32)形成至少一个形状啮合。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电池(10)，其中，所述第一紧固元件(30)安置在所述蓄电池模块(14)的所述底板(18)上。
4.根据权利要求1或2所述的蓄电池(10)，其中，所述第一紧固元件(30)安置在所述蓄电池模块(14)的位于外侧的所述蓄电池单元(16)旁边的压板(20)上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的蓄电池(10)，其中，所述第二紧固元件(32)是通过所述基板(24)的凹处(36)和所述基板(24)的与所述凹处(36)邻接的表面来构成的。
6.根据权利要求5所述的蓄电池(10)，其中，所述第一紧固元件(30)是探入所述凹处(36)内并且从后面夹紧所述基板(24)的与所述凹处(36)邻接的表面的弹簧臂。
7.根据权利要求5或6所述的蓄电池(10)，其中，所述凹处(36)安置在所述蓄电池模块(14)下面的所述底板(24)内。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的蓄电池(10)，其中，所述第一紧固元件(30)是一个突出部并且所述第二紧固元件(32)是一个从后面夹紧该突出部的弹簧臂。
9.根据前述权利要求中任一项所述的蓄电池(10)，其中，在所述蓄电池模块(14)与所述基板(24)之间安置有在所述蓄电池模块(14)与所述基板(24)之间施加预应力的中间层(28)。
10.根据权利要求2至9中任一项所述的蓄电池(10)，其中，所述第一紧固元件(30)与所述底板(18)和/或所述压板(20) —体成型和/或所述第二紧固元件(32)与所述基板(24) —体成型。
11.一种机动车，其具有根据权利要求1至9中任一项所述的蓄电池(10)，其中，所述蓄电池与所述机动车的驱动系统相连接。
【文档编号】H01M2/10GK103733375SQ201280028111
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年6月4日 优先权日:2011年6月10日
【发明者】H·芬克 申请人:罗伯特·博世有限公司, 三星Sdi株式会社