电池组件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种电池组件（100），其包括分别具有一单元壳体（16）的彼此电连接的多个电池单元（10），所述单元壳体优选是棱柱形，其中，每个单元壳体（16）在单元底（17）上具有至少一个固定突起部（18），所述至少一个固定突起部伸过构造为用于单元壳体（16）的冷却壳体（35）或冷却板（13）的冷却元件（12）的开口（19），其中，所述固定突起部（18）与一夹紧元件（22）共同作用，所述夹紧元件使单元壳体（16）相对于所述冷却元件（12）夹紧。
【专利说明】电池组件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的电池组件。
【背景技术】
[0002]从DE 10 2010 029 872 Al中已知了一种此类的电池组件。该电池组件在那里被设置用于在混合动力车辆中的使用并且包括多个彼此机械和电连接的棱柱形单元壳体，这些单元壳体分别构成单个的电池单元。尤其在高放电电流或相对高的外温下需要在电池单元放电时排出产生的损失热，以便避免电池单元的热过载或损坏。为此而由所提到的文献公知:这些单元壳体以它们的面朝一冷却板的单元底(尽可能)整面地布置得与该冷却板处于导热接触中。为此，已知的单元壳体具有这样的突起部，它们伸过冷却板上的穿通部，并且它们通过施加在轴向上的拉力被相对于冷却板夹紧。为此尤其设置有形式为塑料轨的夹紧元件，这些夹紧元件与固定突起部的铆钉形的突起部共同作用。此外，由该已知的文献已知的是:在单元壳体的单元底与冷却元件之间可以设置具有不好的导热特性的中间层。因此会限制电池单元向冷却元件的能传递的热流以及会平衡电池单元与冷却元件之间的必要时存在的尺寸公差。
【发明内容】
[0003]从所示现有技术出发，本发明的任务是以如下方式改进根据权利要求1的前序部分所述的电池组件，即，能够实现电池单元相对冷却元件的改善的电绝缘。该任务根据本发明在具有权利要求1的特征部分特征的电池组件的情况下通过如下方式解决:单元底附加于所述冷却元件和/或单元壳体的必要时存在的覆层相对于冷却元件附加地电绝缘。由此，通过设置根据本发明设置的附加电绝缘能够实现冷却元件相对于单元壳体的特别安全和可靠的电绝缘。尤其可以由此例如通过品质上不好的覆层来平衡这些单元或冷却元件上可能存在的损坏或者说这些可能存在的损坏不导致电池组件的电特性被负面地影响。
[0004]除了电池单元与冷却元件之间的尽可能好的热传递之外，在实践中但是也需要附加地构成电池单元与冷却元件之间的尽可能良好和可靠的电绝缘。在此情况下必须考虑的是，电池单元彼此仅必须用在单元电压的数量级(几伏)上的绝缘来绝缘，但是，电池单元相对于冷却元件的绝缘必须处在电池系统电压的数量级(几百伏)上。现在虽然本身现有技术已公知构成具有作为电绝缘起作用的覆层的单元壳体以及冷却元件，但是尤其在电池单元相对于冷却元件的所需的电绝缘的情况下还没有优化这类绝缘，该所需的电绝缘应处在几百伏的数量级上。
[0005]根据本发明的电池组件的有利的改进方案在从属权利要求中实施。所有由至少两个在权利要求书、说明书和/或附图中公开的特征构成的组合都落入到本发明的范围中。
[0006]在本发明的第一基本设计方案中提出:在单元底与冷却元件之间布置一独立的、不导电且良好导热的第一绝缘元件。在本发明的一这类的设计方案中能够除了所预期的电绝缘同时实现特别良好的热排出。
[0007]在第一绝缘元件的这样的具体设计中，在该具体设计中该第一绝缘元件可以相对简单地制造并且具有预期的电绝缘和良好导热的特性，提出:第一绝缘元件构造成板形，具有用于固定突出部的穿通孔并且优选由塑料或陶瓷制成。
[0008]当所述冷却兀件由金属制成，固定关起部和夹紧兀件由金属制成，固定关起部与冷却元件之间布置有第二绝缘元件时，获得具有良好导热特性的机械上特别稳定的电池组件，在该电池组件中附加地能够实现电池单元与冷却元件之间的高的(电)绝缘特性。第二绝缘元件在此造成冷却元件的穿通部中的固定突起部向冷却元件去的电绝缘。
[0009]非常特别优选的是:所述第二绝缘元件构造为绝缘衬套并且具有一法兰形环绕的边缘，该法兰形环绕的边缘布置在所述冷却元件与所述夹紧元件之间。由此能够在没有附加构件的情况下实现夹紧元件与冷却元件之间的电绝缘。
[0010]除了尤其由金属制成的所述冷却元件的迄今为止所描述的基本可能性之外，此外存在这样的可能性，即，在本发明的一替换的设计方案中由良好导热的塑料构成所述冷却元件。由良好导热的塑料构造所述冷却元件具有这样的优点，即，通过选择所述材料已经获得电绝缘特性，从而使得省出用于电池单元与冷却元件之间的电绝缘的通常附加的措施。
[0011]为了能够实现电池单元的单元壳体与冷却元件之间的特别良好的热传递，在此提出:所述冷却元件具有至少一个、优选两个一体式成形在一底区域上的侧壁，所述至少一个、优选两个侧壁面式地贴靠在所述单元壳体的至少一个侧壁上。因此相对于仅所述单元底与冷却元件连接的解决方案获得了较大的热传递面并且尤其也避免了电池单元的局部热过载。
[0012]当设置两个侧壁并且冷却元件具有锥形横截面时，获得这些侧壁在单元壳体的相应面上的特别良好的或安全的贴靠。
[0013]此外可以基本上获得冷却元件上的改善的热排出，如果在所述冷却元件中构造有冷却通道的话。
[0014]当固定突出部具有螺纹，该螺纹与一相应的(标准化的)夹紧螺母共同作用时，在没有使用专门构造的夹紧元件的情况下获得电池单元的单元壳体的特别简单的固定。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]本发明的其它优点、特征和细节从优选实施例的下面的描述中以及借助附图获得。
[0016]其中:
图1在部分剖开的视图中示出了到本发明的第一设计方案中的根据本发明的电池组件上的立体部分视图；
图2示出了在相对于图1改变的实施方式中的在固定突起部的区域中穿过根据图1的电池组件的纵向截面图，在使用一绝缘衬套的情况下；和
图3在剖开的立体视图中示出了在使用由塑料制成的盆式冷却壳体的情况下的相对于图1改型的电池组件。
[0017]相同的构件或具有相同功能的构件在附图中设有相同的附图标记。
【具体实施方式】
[0018]在图1中示出了根据本发明的第一电池组件100，如它尤其，但不受限地被使用作为混合动力车辆中的用于能量供给至少一个电驱动马达的电压供给装置的组成部件那样。所述电池组件100包括多个通常一致构造的电池单元10，这些电池单元根据要求的不同而电地借助于单元连接件11被串联或并联连接。显然也可以设置:设置多个电池组件100，它们又彼此电连接。在实践中，混合动力车辆中的能量供给装置例如可以包括大致一百个彼此共同作用的电池单元10。
[0019]为了导出各个电池单元10的尤其在从电池元件10取电时产生的、通过化学过程引起的热损失，以便由此避免电池单元10的热损坏或过载，设置有形式为金属性冷却板13的冷却元件12。冷却板13又可以按照本身已知的方式例如与机动车的车身连接。在图2中还能够识别出在冷却板13之内可选地布置的冷却通道14，通过这些冷却通道要么导引冷却空气要么优选地导引一液态冷却介质。
[0020]为了使各个电池元件10与冷却元件12或冷却板13连接，电池单元10的优选棱柱形的单元壳体16在面朝所述冷却板13的下侧面，即单元底17上具有一销形的固定突起部18。为此补充说明:单元壳体16或固定突起部18由金属制成，其中，所述单元壳体16与固定突起部18 —起例如通过连续挤压被一体式制造。各个电池单元10与冷却板13之间的连接除了电池单元10在机动车之内的机械式固定之外尤其也用于电池单元10与冷却板13之间的良好热过渡或良好热传递。为此需要使单元壳体16或单元底17尽可能整面地放置在所述冷却板13上。这可以通过施加单元壳体16与冷却板13之间的轴向夹紧力实现。为此，伸出穿过冷却板13中的相应穿通部19的固定突起部18分别具有一外螺纹20，所述外螺纹与构造为夹紧螺母21的夹紧元件22共同作用。在夹紧螺母21与冷却板13的下侧面之间还可以设置有一垫片23。
[0021]除了电池单元10与冷却板13之间的尽可能良好的热传递之外额外地需要电池单元10相对由金属制成的冷却元件12的电绝缘。为此可以必要时设置:所述单元壳体16或所述冷却板13至少在面朝所述电池单元10的侧面上用相应的绝缘层来覆层。根据本发明设置:冷却板13或冷却元件12与电池单元10的单元底17之间布置一附加的第一绝缘元件25。在图2中特别好地能识别的、附加的第一绝缘元件25构造成板形并且在固定突起部18的区域中具有一孔26。在所示的实施例中,所述附加的绝缘元件25在边缘区域27、28上伸出所述单元壳体16。所述附加的绝缘元件25可以要么适配一单个电池单元10的大小要么具有如下方式的大小:所有布置在一电池组件100之内的电池单元10或者这些电池单元中的一部分通过一公共的附加第一绝缘元件25相对所述冷却板13电绝缘。附加绝缘元件25的材料必须在所预期的电绝缘特性之外还是尽可能良好导热的。为此，尤其良好导热的塑料或陶瓷材料适用于所述附加的绝缘元件25。
[0022]电池单元10相对于冷却板13的特别良好的电绝缘由此被造成，如果相应于图2在穿通部19的开口横截面中为所述固定突起部18使用一作为第二绝缘元件起作用的绝缘衬套30的话，该绝缘衬套使所述固定突起部18在固定突起部的周边上向所述穿通部19去地电绝缘。特别优选的是:绝缘衬套30在面朝夹紧螺母21的侧面上具有一法兰形环绕的边缘31，夹紧螺母21在电池单元10相对于冷却板13在轴向上夹紧时贴靠在该边缘上。所述绝缘衬套30或边缘31因此能实现取消附加的垫片23，其中，通过夹紧螺母21在所述边缘31上的整面贴靠能够实现由金属制成的夹紧螺母21相对冷却板13的电绝缘。
[0023]在本发明的在图3中示出的改变的实施例中，替代冷却板13使用一杯形或盆形的冷却壳体35作为冷却兀件12。所述冷却壳体35具有一平的底36以及两个从该底36 —体式向上伸出的侧壁37、38。优选地设置:所述侧壁37、38相对于竖直布置得略微倾斜，冷却壳体35的横截面由此构造成锥形。如果侧壁37、38以相对于竖直例如1°至5°的小角度垂直布置，那么是足够的。在冷却壳体35中优选不是仅在所述底36中构造有冷却通道14，而是也在两个侧壁37、38的区域中构造。以这种方式构造的冷却壳体35能够实现变大的热传递面，因为不仅电池单元10的单元底17布置得与冷却元件12作用连接，而且电池单元10的侧壁39、40也布置得与冷却元件作用连接。所述冷却壳体35由具有良好导热能力的电绝缘塑料制成。通过由良好电绝缘的塑料构成所述冷却壳体35，该冷却壳体具有在底36上的、用于固定突起部18的相应穿通部19，从而不需要使固定突起部18向冷却壳体35去地附加电绝缘，如这借助于所述绝缘衬套30能实现的那样。确切地说可以使用由金属制成的夹紧螺母21以及由金属制成的垫片23。
[0024]到此为止所描述的电池组件100可以在不脱离本发明的构思的前提下以多种多样的方式和方法进行改变或者改型。
【权利要求】
1.电池组件(100)，其包括分别具有一单元壳体(16)的彼此电连接的多个电池单元(10)，所述单元壳体优选是棱柱形，其中，每个单元壳体(16)在单元底(17)上具有至少一个固定突起部(18),所述至少一个固定突起部伸过构造为用于所述单元壳体(16)的冷却壳体(35)或冷却板(13)的冷却元件(12)的开口(19)，其中，所述固定突起部(18)与一夹紧元件(22)共同作用，所述夹紧元件使单元壳体(16)相对于所述冷却元件(12)夹紧， 其特征在于， 所述单元底(17)附加于所述单元壳体(16)和/或所述冷却元件(12)的必要时存在的覆层相对于所述冷却元件(12)附加地电绝缘。
2.根据权利要求1所述的电池组件， 其特征在于， 在所述单元底(17)与所述冷却元件(12)之间布置有一独立的、不导电且良好导热的第一绝缘元件(25)。
3.根据权利要求2所述的电池组件， 其特征在于， 所述第一绝缘元件(25)构造成板形，具有用于所述固定突起部(18)的至少一个穿通部(26)并且尤其由塑料或陶瓷制成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池组件， 其特征在于， 所述冷却元件(12)由金属制成,所述固定突起部(18)和所述夹紧元件(22)由金属制成，在所述固定突起部(18)与所述冷却元件(12)之间布置有第二绝缘元件。
5.根据权利要求4所述的电池组件， 其特征在于， 所述第二绝缘元件构造为绝缘衬套(30)并且具有一法兰形环绕的边缘(31)，该法兰形环绕的边缘布置在所述冷却元件(12)与所述夹紧元件(18)之间。
6.根据权利要求1所述的电池组件， 其特征在于， 所述冷却元件构造为在横截面上盆形的冷却壳体(35)和/或由良好导热的塑料制成。
7.根据权利要求6所述的电池组件， 其特征在于， 所述冷却壳体(35)具有至少一个、优选两个一体式成形在一底(36)上的侧壁(37、38)，所述侧壁面式地贴靠在所述单元壳体(16)的至少一个侧壁(39、40)上。
8.根据权利要求7所述的电池组件， 其特征在于， 设置有两个侧壁(37、38)，所述冷却壳体(35)具有锥形横截面，在该锥形横截面的情况下，侧壁(37、38)相对于竖直布置得倾斜。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电池组件， 其特征在于， 在所述冷却元件(12)中构造有冷却通道(14)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电池组件，其特征在于，所述固定突起部(18)具有一外螺纹(20)，所述夹紧元件(22)是一夹紧螺母(21)。
【文档编号】H01M2/10GK104272498SQ201380025288
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2013年4月12日 优先权日:2012年5月16日
【发明者】S.杜齐亚克, C.科布勒, R.拉姆萨耶 申请人:罗伯特·博世有限公司