CN103477466A - 带有弹性地接触的蓄能器的储存单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于储存电能的储存单元。所述储存单元具有至少一个蓄能器,其中,所述蓄能器具有至少一个正联接部和至少一个负联接部。所述蓄能器构造成,通过所述正联接部和负联接部充入电能并且通过所述联接部再次放出电能。根据本发明,在所述储存单元中,所述正联接部和负联接部分别由导电的层形成。所述储存单元具有与所述正联接部相连接的导电的接触导轨和与所述负联接部相连接的导电的接触导轨。所述接触导轨分别与外部的电联接部相连接并且分别具有至少一个接触元件,其中,所述接触元件构造成弹性地以电的方式接触所述导电的层。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于储存电能的储存单元。该储存单元具有至少一个蓄能器,其中,该蓄能器具有至少一个正联接部和至少一个负联接部。该蓄能器构造成,通过所述正联接部和负联接部充入电能并且通过这些联接部再次放出电能。
背景技术
在从现有技术中已知的蓄能器中存在这样的问题,即,在蓄能器串联或并联在储存单元中时,蓄能器的热膨胀可导致电联接部的弯曲,这在之后因为由于进行运动引起的材料疲劳可能使电联接部断裂。
发明内容
根据本发明,在开头所述类型的储存单元中,正联接部和负联接部分别由导电的层、特别是金属喷镀层(Schoopschicht)形成。该储存单元具有与正联接部相连接的导电的接触导轨和与负联接部相连接的导电的接触导轨。这些接触导轨分别具有至少一个接触元件,其中,所述接触元件构造成弹性地以电的方式(特别是电流的方式)接触所述导电的层。优选地,接触导轨分别与用于电连接储存单元的外部联接部相连接。借助于如此形成的布置,可有利地以电流的方式接触蓄能器的借助于导电的层形成的电联接部,其中,接触元件在蓄能器的层相对于接触导轨运动且由此相对于与接触导轨相连接的接触元件运动时,被接触元件滑动地接触。因此,有利地,由热引起的蓄能器的纵向膨胀不会导致在接触导轨和形成蓄能器的负的亦或是正的联接部的导电的层之间的熔焊连接部或钎焊连接部的断裂。
接触导轨理解为导电的连接件,至少一个接触元件与该连接件相连接或者模制到该连接件上并且其使储存单元的外部联接部与导电的层、特别是蓄能器的金属喷镀层相连接。
优选地,储存单元的接触导轨至少部分地通过板材的特别是弯折的区段形成。接触元件优选地通过从板材中冲制凹口来形成,从而该凹口包围接触元件。该凹口例如构造成U形。
优选地,接触导轨单独或共同地形成沟部,在沟部中至少部分地容纳至少一个蓄能器。由此,可有利地实现通过板形的接触导轨大面积地引导从蓄能器中导出的或在蓄能器充电时导入的电能的电流。更为有利地,因此实现小的电流密度并且由此也实现在接触导轨中小的热损失。借助于接触导轨也可由此形成壳体的至少一部分,该壳体至少部分地或完全地容纳蓄能器。接触导轨可被嵌入模制物质,从而壳体的至少一部分由外部的塑料壳体形成,该塑料壳体例如包括聚氨酯或环氧树脂。
在一个优选的实施方式中,至少一个接触元件模制到接触导轨上。该接触元件例如可通过从接触导轨、特别是接触导轨的板材区段中冲制已经阐述的凹口来形成。因此,接触元件模制到接触导轨上。在另一实施方式中,接触元件通过焊接、特别是点焊与接触导轨相连接。因此,有利地,接触元件可由与接触导轨不同的材料形成。例如,接触导轨的材料为铁或铜。接触元件的材料例如为镀金的铜或包括铜和锌的合金。
在一个有利的实施方式中,接触元件借助于弹簧元件与接触导轨弹性地相连接。例如,接触导轨可具有弹簧、特别是螺旋弹簧,其弹性地压到接触元件上并且使接触元件通过设置用于电接触所述层的面区域压靠到层上。
在一个优选的实施方式中,蓄能器具有至少一个蓄电池和/或至少一个电容器。该电容器例如为线圈电容器。蓄电池例如为锂离子蓄电池、特别是锂离子聚合物蓄电池。在线圈电容器的情况中,可借助于弹性地构造的接触元件有利地形成滑动触点,其在由于电容器的热膨胀引起的电容器运动时可以滑动地接触线圈电容器的导电的层、特别是金属喷镀层。该金属喷镀层例如可为铜锌层或铝层。
在蓄电池的情况中,可以相同的方式有利地形成接触和/或滑动触点,其以电流的方式接触导电的层、特别是铜层或包括含铜的带有至少另一金属(例如锌)的合金的层。由此,在蓄电池的热膨胀、即所述层相对于接触元件运动的情况中滑动地实现层的电接触。
在一个优选的实施方式中,接触元件为咬合元件。该咬合元件构造成,在设置成用于接触电容器的导电的层的接触部位和与该接触部位间隔开的部位之间运动。优选地,接触元件构造成,在接触部位处弹性地接触所述层。
通过咬合元件可有利地形成储存单元的一种实施方式,在其中,咬合元件被保持在与接触部位间隔开的部位处,紧接着蓄能器被引入接触导轨附近,例如被插入借助于接触导轨形成的沟部中。在将蓄能器插入沟部中之后,为咬合元件形式的接触元件向着接触部位运动,在该处电地接触蓄能器、特别是电容器的导电的层。有利地,可以通过如此形成的接触元件的实施方式在插入沟部中期间不弯曲或损坏接触元件。
在一个有利的实施方式中,接触元件构造成通过其构造用于接触所述层的区段至少部分地伸入层中并且由此电地接触所述层。例如,构造成用于接触所述层的区段为刀具或针,其构造成以切入的或压入的方式接触导电的层。因此,有利地可以在弹性地接触时刮到且穿透位于蓄能器的导电的层上的氧化层。更为有利地,在通过热膨胀引起的蓄能器相对于接触元件运动时,例如由于热的加热和再次冷却在储存单元的运行过程中由于老化形成的氧化层在每次热运动时重新被刮掉,从而在接触元件和蓄能器的导电的层之间建立可靠的电接触。
本发明也涉及一种用于电接触存储元件的至少一个蓄能器的方法。
在用于电接触存储元件的至少一个蓄能器的方法中,其中,蓄能器至少部分地被容纳在壳体中,借助于至少一个弹性地构造的触点以电流的方式特别是滑动地接触蓄能器的导电的层,从而蓄能器例如在热膨胀时(特别是在变热和再次冷却时)可在壳体中移入和移出。由此,电容器的热膨胀不可导致电联接部的断裂。
优选地,在蓄能器被插入壳体中之后,至少一个触点从与接触部位间隔开的部位(特别是以朝向接触部位咬合的方式)运动到接触部位。更为优选地,蓄能器在接触部位处通过(特别是咬合的)触点以机械的方式弹性地被电接触。
储存单元例如为电驱动装置的、增程器的发电机的、特别是可由电动车携带的用于电动车的紧急电流设备的中间回路电容器。该电驱动装置例如为电动车、涡轮增压器或包括电动机和内燃机的混合动力车的电驱动装置。
在另一实施方式中,储存单元为太阳能逆变器的中间回路电容器。
附图说明
现在,以下根据附图和其它实施例描述本发明。从从属权利要求的特征以及从附图的特征中得到其它有利的实施方案变型。
图1示意性地示出了储存单元的实施例,在该储存单元中电接触导轨的弹性地构造的多个接触元件电地接触线圈电容器的金属喷镀层;
图2示意性地示出了已经在图1中示出的多个接触元件,其分别通过从接触导轨12中冲制出凹口产生;
图3示意性地示出了用于构造成咬合元件的弹性地构造的接触元件的实施例;
图4示意性地示出了用于电接触在储存单元中的线圈电容器的方法的实施例。
具体实施方式
图1示出了储存单元1的实施例。该储存单元1具有至少一个电的蓄能器,在该实施例中,储存单元1具有电的蓄能器3和电的蓄能器5。所述电的蓄能器3和5分别具有正联接部和负联接部,其中,蓄能器3和5分别可通过该正联接部和负联接部充电并且再次放电。蓄能器3具有例如构造成金属喷镀层的导电层20作为正的电联接部。蓄能器3也具有例如构造成金属喷镀层的导电层22作为负的电联接部。
储存单元1具有导电的接触导轨10,其在该实施例中构造成弯折的板材。该接触导轨10具有用于将储存单元1电连接的电的外部的联接部16。该联接部16模制到接触导轨10上并且在该实施例中构造成弯折的板条。
储存单元1也具有构造成弯折的板材、特别是铜板的导电的接触导轨12。该导电的接触导轨12如导电的接触导轨10一样具有外部的联接部14,其被模制到接触导轨12上。
接触导轨10具有多个模制到接触导轨上的导电的接触元件。在该实施例中,接触导轨10具有多个通过冲制U形凹口而形成的接触元件。示例性地示出了接触元件30、32、34和36。接触元件30通过冲制U形凹口31产生。
接触导轨12与接触导轨10同样具有多个模制到接触导轨12上的接触元件。示例性地示出了接触元件38、40、42和44。
也示出了截面A-A的截面线,该剖面线沿着接触导轨12的纵向长度延伸穿过接触元件38、40、42和44。截面A-A以下在图2中部分地被示出。
也示出了外部的电联接部15,其借助于焊接、特别是点焊与接触导轨12相连接。因此,接触导轨12可独立地或作为联接部14的附加向外电连接。
图2示出了在图1中已经示出的接触元件38和40,其分别通过从接触导轨12中冲制凹口产生。接触元件38和40分别通过分别模制到构成接触导轨12的板材上的板材区段形成。接触元件38和40分别在一个端部的区域中具有拱形部,其以向着导电的层22凸起的方式延伸。在此,接触元件38和40的拱形部通过拱形部的表面区域接触层22。如果层22(由于通过蓄能器的热膨胀)沿着蓄能器的纵向长度51运动,则接触元件38和40分别形成滑动触点,其之前提及的拱形部的表面区域保持与导电的层22电的有效连接。
图3a和3b示出了用于构造成咬合元件的接触元件的实施例。
在图3a中局部地示出了接触导轨11。该接触导轨11通过板材形成,其中,在该板材中通过将两个沟部55和57压入接触导轨11中产生接触元件45。环57具有比环55更小的直径,其中,环57在环55之内布置在接触导轨11的表面上。
布置在环55之内的环57从接触导轨11的平面中拱起来并且在此形成边缘,接触元件45从该边缘起(与火山口相似地)凹陷地延伸到环57的中央。
在接触导轨11的板材的与接触元件45的凹陷侧相对的一侧形成凸的拱形部,其通过距离52与导电的层21的表面间隔开。为了借助于接触元件45接触导电的层21,例如可借助于与接触元件45的凹的拱形部相应地成型的销46通过沿着销46的方向50运动到接触元件45的凹的拱形部中并且压到凹的拱形部的表面48上,使接触元件45以咬合的方式与导电的层21电地有效接触。在图3b中示出了在已经咬合成电接触的状态45′中的图3a的导电的接触元件45。如果例如通过沿着纵向长度51的热膨胀使导电的层21运动,则导电的接触元件45在位置45′中滑动式地且弹性地接触层21。
图4示出了一种用于电接触作为储存单元的组成部分的线圈电容器的金属喷镀层的方法。
在步骤62中,例如通过从板材中冲制或通过压印板材的区域在接触导轨中形成接触元件。
在步骤64中,将具有导电的金属喷镀层作为电联接部的蓄能器引入接触元件附近。
在步骤66中,使接触元件以咬合到金属喷镀层上的方式运动,从而接触元件通过构造成用于与金属喷镀层电接触的表面区域而弹性地接触金属喷镀层并且由此电接触所述金属喷镀层。
Claims (10)
1.一种用于存储电能的存储单元(1),所述储存单元(1)具有至少一个蓄能器(3、5),所述蓄能器具有至少一个正联接部(20)和至少一个负联接部(22),其中,所述蓄能器(3、5)能够通过所述正联接部(20)和负联接部(22)充入电能并且通过所述正联接部(20)和负联接部(22)再次放出电能,
其特征在于,
所述正联接部(20)和负联接部(22)分别由导电的层、特别是金属喷镀层形成,并且所述储存单元(1)具有与所述正联接部(20)相连接的导电的接触导轨(10)和与所述负联接部(22)相连接的导电的接触导轨(12),其中,所述接触导轨(10、12)分别具有至少一个接触元件(30、32、34、36、45),其中,所述接触元件(30、32、34、36、45)能够弹性地以电的方式接触所述导电的层(20、22),其中,所述接触导轨(10、12)分别与用于电连接所述储存单元(1)的外部的联接部(14、15、16)相连接。
2.按照权利要求1所述的储存单元(1),其特征在于,所述接触导轨(10、12)至少部分地通过板材的特别是弯折的区段形成。
3.按照权利要求1或2所述的储存单元(1),其特征在于,所述接触导轨(10、12)单独或共同地形成沟部,在所述沟部中至少部分地容纳所述蓄能器(3、5)。
4.按照上述权利要求中任一项所述的储存单元(1),其特征在于,所述至少一个接触元件(30、32、34、36、45)模制到所述接触导轨(10、12)上。
5.按照上述权利要求中任一项所述的储存单元(1),其特征在于,所述接触元件(30、32、34、36、45)借助于弹簧元件与所述接触导轨弹性地相连接。
6.按照上述权利要求中任一项所述的储存单元(1),其特征在于,所述蓄能器(3、5)具有至少一个蓄电池和/或至少一个电容器、特别是线圈电容器。
7.按照上述权利要求中任一项所述的储存单元(1),其特征在于,所述接触元件(45)为咬合元件(45),所述咬合元件能够在设置成用于接触所述层(20、22)的接触部位和与所述接触部位间隔开的部位之间运动,其中,所述接触元件(45)能够在所述接触部位处特别是弹性地电接触所述层(20、22)。
8.按照上述权利要求中任一项所述的储存单元(1),其特征在于,所述接触元件(30、32、34、36、45)能够通过构造用于接触所述层(20、22)的区段至少部分地伸入所述层(20、22)中并且由此电接触所述层(20、22)。
9.一种用于电接触存储元件(1)的至少一个蓄能器(3、5)的方法,其中,所述蓄能器(3、5)至少部分地被容纳在壳体(10、12)中,并且借助于至少一个弹性地构造的触点(30、32、34、36、45)以电流的方式接触所述蓄能器的导电的层(20、22),从而所述蓄能器(3、5)能够在所述壳体(10、12)中移入和移出。
10.按照权利要求9所述的方法,其中,在所述蓄能器(3、5)被插入所述壳体(10、12)中之后,所述至少一个触点(45)从与接触部位间隔开的部位以咬合的方式运动到接触部位,并且在所述接触部位处以机械的方式弹性地且电地接触所述蓄能器(3、5)。
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