CN101478181A - 电能储存装置,特别是用于装备机动车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电能储存装置(1)，特别是用于装备机动车辆，所述装置包括：至少一个储能电池(2)；电子单元(3)，特别地包括电子卡(11)，特别地，该电子单元与电压转换器不同；至少一个电连接件(4)，连接所述至少一个储能电池和电子单元，以使得这种电子单元能获取代表储能电池的电量、特别是电势的可利用信息，所述电连接件包括至少一个大致刚性的电连接元件(12)，所述电连接元件设置有远离所述电池(2)的端部(15)。

Description

电能储存装置，特别是用于装备机动车辆
技术领域
本发明涉及一种电能储存装置，特别是用于装备机动车辆。
众所周知，这样的储能装置例如可被设置为使得在恢复性(recuperative)制动阶段充电、而在车辆的起动和加速阶段放电。
背景技术
在串联连接的储能电池链中，这些电池每个都例如包含超级电容器(supercapacitor)，则电池之间可显现出充电电压的差异，尤其是由于：
- 电池制造中固有的电容之间的差异，
- 不同强度的泄漏电流的存在。
随着时间的过去，这些差异的持续可能会导致经受最高充电电压的电池的加速老化，或甚至是损坏。
如何设置用于矫正这些不平衡的平衡电路(Balancing circuit)是众所周知的。
可例如参照专利申请US 2003/0214267。
这样的平衡电路通过电线连接至不同储能电池，由此将电池的电势送至该平衡电路。
电线的使用具有一定数量的缺陷。
例如，需要管理过度的线长，所述电线在装配或甚至切割的过程中，都具有贴附至邻近元件的风险。
另外，电线的直径相对较小，这使得难以执行将电线焊接至电导体(power conductor)或电子卡的操作。
最后，电线一般具有要被连接至铝电导体的铜。这些材料通常需要通过焊接来连接，以防止在0毫安连接的腐蚀。
发明内容
本发明特别用于矫正前述缺陷。
由此，本发明的目的是一种电能储存装置，特别是用于装备机动车辆，该装置包括：
- 至少一个储能电池，
- 电子单元，特别地包括电子卡，特别地，该电子单元与电压转换器不同，
- 至少一个电连接件，连接所述至少一个储能电池和电子单元，以使得该电子单元能获取代表储能电池的电量、特别是电势的可利用信息。
电连接件有利地包括至少一个大致刚性的电连接件，其设置有远离所述电池的端部。
所述端部和电池之间的该间隔例如相应于1mm或2mm的距离，或甚至更多。
特别地，“大致刚性的”意味着一单元在其自重下大致保持其形状，而不像柔性电线那样在其自重下变形的特性。
由于本发明，例如可以在储能电池被垂直地放置时，简单地将取自该储能电池的电势送回，连接元件的所述远端用于恢复在电池顶端上的电势。
特别地，装配大致刚性的电连接元件比装配柔性电线更简单。
如果需要，电子单元可以容纳在与放置储能电池的壳体不同的壳体内。
在本发明的实施例中，储能电池大致沿纵向轴线延伸，且大致刚性的电连接元件包括至少一个与电池的纵向轴线大致平行地延伸的部分。
例如，大致刚性的电连接元件包含至少一个臂，特别地，所述臂垂直地延伸。该臂例如包括两个平行的直线边缘。
在适合的情况下，大致刚性的电元件被连接至电导体，特别是电连接条，该电连接条本身连接至储能电池。
大致刚性的电连接元件可被焊接至电连接条。
在一变体中，大致刚性的电连接元件可与电连接条机械地装配，特别是通过螺纹连接、铆接或卷边连接。
在本发明的实施例中，大致刚性的电连接元件特别地通过焊接或机械装配而被固定至储能电池的壁，尤其是固定至其侧壁。
如果需要，大致刚性的电连接元件可直接形成在连接至储能电池的电连接条上。
例如，大致刚性的电连接元件由电连接条上的材料修剪制成。
在本发明的实施例中，大致刚性的电连接元件的端部的其中一个固定至电子单元。
例如，大致刚性的电连接元件可在两个相邻的储能电池之间延伸。
在适合的情况下，大致刚性的电连接元件具有大致为多边形的横截面，特别是矩形。在一变体中，该截面例如可以是圆形或椭圆形。
在本发明的实施例中，大致刚性的电连接元件为裸露的，没有绝缘覆盖物，特别是没有绝缘护套。
大致刚性的电连接元件可至少部分地由铜或铝制成。
优选地，储能电池包括至少一个超级电容器。在一变体中，储能电池例如可包含Li-On(锂-离子)，Ni-Mi(镍-氢)或铅电池。
优选地，电子单元包括用于平衡储能电池的电路。在一变体中，可以设置其它类型的电子卡。
与上述内容相结合或单独地，本发明的另一目的是一种储能装置，特别是用于装备机动车辆，该装置包括：
- 至少两个储能电池，
- 电子单元，特别地包括电子卡，特别地，该电子单元与电压转换器不同，
- 至少两个电连接件，分别将储能电池连接至电子单元，以使得该电子单元能获取代表储能电池的电量、特别是电势的可利用信息，所述电连接件至少部分地被共用绝缘支承物承载。
由此，本发明使得可以以简单的方式装配该装置的不同元件。例如，在适合的情况下，在单个的共用绝缘支承物上，可以使所有电连接件都对将电池的电势送还至电子单元有用。
优选地，绝缘支承物包括板。
有利地，绝缘支承物由塑性材料制成。
在本发明的实施例中，电连接件的至少一个包括至少一个嵌入在绝缘支承物的材料中的导电部分。
特别地，绝缘支承物可通过电连接件的导电部分的嵌入模制而制成。
在一变体中，电连接件的至少一个可包括至少一个延伸过绝缘支承物的外表面的导电部分。
在本发明的实施例中，电连接件的至少一个可包括电连接元件，该电连接元件被绝缘支承物承载并具有从绝缘支承物突伸的连接凸出部。
连接凸伸部例如可与电连接件的其它电连接元件焊接，或者在一变体中，例如通过螺纹连接或铆接而与电连接件的其它电连接元件机械地装配。
在合适的情况下，该连接凸出部可与绝缘支承物大致垂直地延伸。在一变体中，该凸出部可与绝缘支承物平行地延伸。
在本发明的实施例中，绝缘支承物可包括至少一个开口，用于允许电连接件的其它电连接元件通过。
如果需要，电子单元包括电子卡，该电子卡设置有至少一个开口，用于允许电连接元件通过。
在合适的情况下，绝缘支承物可包括至少一个元件，用于使储能电池相对于彼此被保持，特别地，该元件包括至少一个保持裙状件。
在本发明的实施例中，该电子元件、特别是电子卡，被布置在绝缘支承物上。
附图说明
通过阅读本发明非限定性的示例性实施例的以下详细描述以及对附图的分析，将更好地理解本发明，这些附图中：
- 图1在平面图中示意并部分地示出了根据本发明实施例的储能装置，
- 图2在沿II-II的截面图中示意并部分地示出了图1的装置，
- 图3在截面图中示意并部分地示出了图1的装置的电子单元的印刷电路卡和电连接元件之间的接合，
- 图4在透视图中示意并部分地示出了图3的印刷电路卡和连接元件，
- 图5在截面图中示意并部分地示出了图1的装置的两个电连接元件之间的接合，
- 图6在截面图中示意并部分地示出了图1的装置的电连接条和电连接元件之间的接合，
- 图7在透视图中示意并部分地示出了根据本发明实施例的连接元件，
- 图8和9在透视图中示意并部分地示出了分别根据本发明两个其它实施例的连接元件，和
- 图10在沿X-X的截面图中示意并部分地示出了图9的连接元件。
具体实施方式
图1示出具有用于机动车辆的交流发电机起动器(alternator starter)的微混合(micro-hybrid)装置的储能装置1。
在合适的情况下，微混合装置包括恢复性制动系统。
装置1包括多个储能电池2，在所述示例中为10个，所述电池沿纵向轴线X垂直地布置，该装置1还包括电子单元3。
每个电池2包括超级电容器或英语中所说的EDLC(electrochemicaldouble layer capacitor，电化学双层电容器)。
在一变体中，电池2可包括Li-On(锂-离子)、NI-MH(镍-氢)或铅电池。
电子单元3包括印刷电路卡11，形成用于平衡电池2的电路。
该电子单元3不同于未示出的DC/DC或AC/DC转换器，这些转换器经由电导体、特别是电导条(bar)而连接至电池2。
电池2和电子单元3布置在例如由塑性材料制成的壳体10中，如图2所示。
电池2通过电导体串联连接到一起，在所述示例中，这些电导体通过电导条5或英语中的导电条(bus bar)形成。
电池2通过电导条5成对连接，这些电导条交替地放置在电池2的顶部和底部上，特别地如图2所示。
电连接件4被设置为用于连接储能电池2和电子单元3，以使得平衡电路能获取表示储能电池2的电量(electrical quantity)、特别是电势的可利用信息。
这些电连接件4(具有通过它们的例如大约为10mA强度的电流)与电力连接件(具有通过它们的例如大约为200A强度、甚至为1000A强度峰值的电流)不同。
在所述示例中，在电池2的底部上获得的电势通过垂直的电连接元件12送还。
刚性连接元件12例如由铜或铝制造，并具有大致为矩形的横截面。
连接元件12为裸露的，没有绝缘覆盖物。
如图6所示，每个连接元件12在其长侧(large side)上包括垂直的直线分支13，该分支在其底端处通过被压在电导条5之下的凸出部14延伸。凸出部14例如焊接至电导条5。
在一变体中，连接元件12例如可通过螺纹连接、铆接或卷边连接(crimping)而被机械地固定至电导条5。
特别地如图4所示，连接元件12在其顶端15处连接至被讨论的连接件4的其它水平连接元件20。
这种接合例如可通过电焊接形成，或在一变体中，例如通过螺纹连接、铆接或卷边连接而机械地形成。
连接元件12的顶端15远离电池2，可在这些电池上方触及。
在所讨论的示例中，例如由铜或铝制造的水平连接元件20，每个都包括嵌入在共用绝缘支承物22的块体中的中心导电部分21，如图2所示。
连接元件20的部分21用例如为聚酰胺(polyamide)的塑性材料嵌入模制(insert mould)，以便形成采取具有平行平面的板的形式的绝缘支承物22。
每个部分21在一端处通过连接至连接元件12的分支13的第一垂直凸出部25延伸，而在另一端处通过设置有柱脚27的第二垂直凸出部26延伸。
凸出部25和26在端部处凸伸过板22的边缘。
连接元件12的端部15和凸出部25延伸通过绝缘支承物22中的开口19。
凸出部27被引入到印刷电路卡11中的开口28内，如图3和4所示。
该柱脚27例如通过涉及材料(例如锡/铅类形的)添加的焊接或波纹焊(wave welding)而被焊接至卡11。
由此，连接元件20电连接至印刷电路卡11的传导轨线(track)29。
当然，第一和第二凸出部25和26的形状可以不同。
在所讨论的示例中，绝缘支承物22承载有11个电连接元件用于将关于10个储能电池2的电势的信息传递至电子单元3。
由于本发明可发现，电子单元3和电池2之间的连接是简单的，并且所需的操作数量减少，尤其是与使用电线相比。
另外，与反向(reversed)的电线不同，本发明使得可以获得正确的位置，避免了装配期间的错误。
在上述示例中，垂直的连接元件12面对水平连接元件20的凸出部25(见图4)，以便实现接合。
当然，可以不同的方式连接连接元件。
例如，如图5所示，连接至电导条的连接元件12可水平地延伸，并包括被插入到开口31中的成角度部分30，该开口在被绝缘支承物22承载的连接元件20上制造。
如图7可见，为了传递关于电势的信息，可设置放置为直接与其中一个电池2的侧壁36抵靠的连接元件35。
该连接元件35包括垂直的凸出部37，并且在该凸出部的每一侧上包括被放置为与电池2的壁36的顶部抵靠的两个侧臂38。
该连接元件35例如通过修剪和弯曲金属片而形成。
凸出部37设置有孔39，用于容纳将为该凸出部37装上凸缘(flange)的连接元件的未示出的柱脚。
图8显示了连接元件40，其包括被压条(bead)43隔开的两个大致平的部分41和42。该压条43可以产生能够吸收力(例如振动)的机械薄弱部分，这限制了力触及电池2。
该元件40放置在两个相邻的电池2上，每个部分41或42与其中一个电池2的端子接触。
连接元件40包括具有孔39的凸出部44，如前述凸出部37。
元件40例如通过修剪和弯曲金属片而制成。
在该示例中，元件40既用作电导体，又用于经由柱脚44送还关于电势的信息。
可以设置其它形式的连接元件。
例如，图9和图10示出了也放置在两个电池2的顶部上并作为电导体的连接元件50。
大致为矩形的元件50包括中心切口51，用于传递关于电势的信息，在该切口中延伸有要被连接至其它未示出连接元件的凸出部52。
元件50例如通过修剪和弯曲金属片而制成。
当然，本发明不限于上述实施例。
例如，绝缘支承物22可被设置为适配在储能电池2的顶部上，在合适的情况下，该支承物包括一个或多个保持裙状件55，用于使电池2相对于彼此被保持，该裙状件如图2的点划线所示。
这些裙状件55例如在连接元件22的嵌入模制期间被制造。
如果需要，连接元件12可直接连接至印刷电路卡11。
本发明可应用于任何需要与电源连接的电机中，例如简单的交流发电机。

Claims (16)

1、一种电能储存装置(1)，特别是用于装备机动车辆，该装置包括：
-至少一个储能电池(2)，
-电子单元(3)，特别地包括电子卡(11)，特别地，该电子单元与电压转换器不同，
-至少一个电连接件(4)，连接所述至少一个储能电池和电子单元，以使得该电子单元能获取代表储能电池的电量、特别是电势的可利用信息，所述电连接件包括至少一个大致刚性的电连接元件(12)，所述电连接元件设置有远离所述电池(2)的端部(15)。
2、根据前述权利要求所述的装置，所述储能电池大致沿纵向轴线(X)延伸，其特征在于，大致刚性的电连接元件(12)包括至少一个与电池的纵向轴线大致平行地延伸的部分。
3、根据前述权利要求中的一项所述的装置，其特征在于，大致刚性的电连接元件包括至少一个臂(13)，特别地，所述臂垂直地延伸。
4、根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，大致刚性的电连接元件(12)连接至电导体(5)，特别是连接至电连接条，该电连接条本身连接至储能电池。
5、根据前述权利要求所述的装置，其特征在于，大致刚性的电连接元件被焊接至电连接条。
6、根据权利要求4所述的装置，其特征在于，大致刚性的电连接元件(12)与电连接条机械地装配，特别是通过铆接。
7、根据权利要求1至3中的任一项所述的装置，其特征在于，大致刚性的电连接元件(35)特别地通过焊接或机械装配而被固定至储能电池的壁(36)，特别固定至其侧壁。
8、根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，大致刚性的电连接元件(44)直接形成在连接至储能电池的电连接条上。
9、根据前述权利要求所述的装置，其特征在于，大致刚性的电连接元件由电连接条上的材料修剪制成。
10、根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，大致刚性的电连接元件的端部的其中一个被固定至电子单元。
11、根据前述权利要求中的任一项所述的装置，包括至少两个相邻的储能电池，其特征在于，大致刚性的电连接元件(12)在两个相邻的储能电池之间延伸。
12、根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，大致刚性的电连接元件具有大致为矩形的横截面。
13、根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，大致刚性的电连接元件为裸露的。
14、根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，大致刚性的电连接元件至少部分地由铜或铝制成。
15、根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，储能电池包括至少一个超级电容器。
16、根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述电子单元(3)包括用于平衡储能电池的电路。
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