发明内容
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种用于接触电能储存电池的装置,用以排除现有结构的缺点,例如在焊接工序的过程中产生损害电池的热渗透,及提供给一能量储存器的能量储存电池更有效的冷却。此外,由于所述能量储存电池的包装密度增加,所述能量储存器的体积能量可被提升。
所述目的是根据本发明通过具有权利要求1所述特征的一装置来实现。
因此,本发明提供一种用于接触一能量储存器的多个电能储存电池的装置:各个所述电能储存电池由其极柱通过一导电及导热接触组件而连接至一印刷电路板,所述印刷电路板设置用以使通过所述接触组件从各个电能储存电池流出的一电流与通过所述接触组件接收的一热流相分离。
根据本发明的装置所提供的优点,在所述能量储存电池中所产生的热不仅通过所述能量储存电池的周围表面而排出,也会另外通过所述热传导接触组件在一大面积排出。
另外,中心的热排出从所述电能储存电池的中心至两极柱,所述能量储存电池中的温度梯度还可最小化。可预防所述能量储存器中的能量储存电池的不均匀老化。
在根据本发明的装置的一可能实施例中,设置在所述电能储存电池的两个极柱上为平面状的接触组件,其是由在所述电能储存电池的各个极柱及各个印刷电路板之间的一弹性材料所组成。
根据本发明的装置的另一可能实施例中,所述平面状的接触组件被固定连接至所述电能储存电池或所述印刷电路板。可能出现的情况,例如利用丝网印刷法的方式。
根据本发明的装置的另一可能实施例中,所述平面状的接触组件在所述完全组装的电池组中第一个产生,在组装一糊状物之前,硬化块被导入在一电能储存电池及印刷电路板之间的中间空间。
因为大表面区域,及导热接触组件的低材料厚度,及所述接触组件的低热阻,所述相应平面状的接触组件的热阻较低,也就是说,热从所述电能储存电池有效地被转移至一较大的范围,因而所述电能储存电池可更有效地冷却。由于所述接触组件另外由一弹性材料产生,而提供有效的电及抗震动的连接或接触。所述接触组件的表面区域相对大于相较的所述能量储存电池的尺寸。因此可有效促进热的排出。
在根据本发明的装置的一可能实施例中,在各种情况下,所述电能储存电池被安装在两印刷电路板之间的两个极柱,其具有特定的接触力。其结果是,可确保一电能及热能被接触。另外,在所述印刷电路板之间利用夹持所述能量储存器的电能储存电池,可有利于简化其装配。
在根据本发明的装置的一可能实施例中,在各种情况下,所述印刷电路板包含一导电及导热的第一导热层,靠置在相应能量储存电池的所述接触组件,其中所述印刷电路板的第一导热层侧向放出所述通过所述接触组件流动的电流,并将所述通过所述接触组件的热流传输至所述印刷电路板的一第二导热层。
在根据本发明的装置的一可能实施例中,所述第二导热层或所述印刷电路板的导热层会,将所接收的热流利用所述印刷电路板的第一导热层排出至所述能量储存电池的一周围区域。
在另一可能实施例中,所述印刷电路板的第二导热层将所接收的热流利用所述印刷电路板的第一导热层输出至一冷却介质。
通过由所述能量储存电池供给的电流横向排出,由所述能量储存电池供给的电量可简单地从所述能量储存器通过横向安装的电能接触而转移。
在根据本发明的装置的另一可能实施例中,所述印刷电路板的第二导热层有导电性,且利用所述印刷电路板的一电绝缘中间层与所述印刷电路板的第一导热层相分离。
在根据本发明的装置的一可能实施例中,所述印刷电路板的电绝缘中间层由一导热材料所组成,其相较于所述印刷电路板的其它层,具有一较低的材料厚度。
在根据本发明的装置的另一可能实施例中,用于保护过载的多个电气安全组件设置在所述印刷电路板的导电及导热的第一导热层之内。
在根据本发明的装置的一可能实施例中,所述印刷电路板同时被使用为一结构组件或所述壳体的外壁。
在根据本发明的装置的一可能实施例中,所述电能储存器包含多个能量储存电池,其并联连接一能量储存电池组。所述电能储存器的电容可因此而增加。
在根据本发明的装置的一可能实施例中,多个能量储存电池组,各包含多个并联连接的能量储存电池,其串联连接在所述能量储存器中。其结果是,利用所述电能储存器可增加所提供的电压。
在根据本发明的装置的一可能实施例中,所述能量储存器的串联连接的电能储存电池组通过多条感测线被连接至一电子监控单元,所述感测线设置在所述印刷电路板中,所述电子监控单元监控所述能量储存器的电能储存电池组在各种情况所施加的一电压。
由于所述感测线的进行在所述印刷电路板中,且还传导有效电流,接触在所述能量储存电池的所述传感器线可被大幅简化,而无需具有其他的缆线引导至所述电子监控单元而用于此目的。所述感测线可被简单地包括在所述印刷电路板的布局中。这样的结果是,不需要所述传感器线的分开接触,因此可布线的复杂性及制造成本可明显降低。
这同样也适用于所述传感器线,例如,用于温度传感器的传感器线。
在根据本发明的装置的一可能实施例中,用于保护过载的多个电气安全组件被设置在所述印刷电路板的第一导热层之上或之内,而用于各能量储存电池组或用于一能量储存电池组的各个独立能量储存电池。其结果是,一个故障的能量储存电池,使用一相应电器安全组件可快速且可靠地关闭。从而可防止在一储存电池中最终导致电池着火的进一步危险。
此外,通过单独包含各个能量储存电池,在单一电池故障,或并行复合体的一个或多个电池的故障的情况下,所述能量获取可还可进行,且所述能量储存复合体的运作性能还被维持。
在根据本发明的装置的另一可能实施例中,由一电能储存电池或由所述能量储存器的一电能储存电池组的热输出,是利用至少一相关温度传感器来检测,所述相关温度传感器设置在所述印刷电路板上,且发出检测温度的信号至所述能量储存器的电子监控单元。其结果是,在所述储存电池模块中不再需要容纳温度传感器。此外,所述温度传感器可被包含在所述接触印刷电路板的布线,且直接设置在其中。实施上,所述能量储存器的制造成本可另外再降低。
在根据本发明的装置的另一可能实施例中,数个补偿电阻被提供用于将来自所述能量储存器的电能储存电池的过量电荷转化为热能,并将由此产生的热能通过所述导电及导热接触组件输出至所述印刷电路板,利用直接转移热能至所述热传导接触组件,所述能量储存器的一平衡输出可被显着提高,而且对于所述能量储存器的负载动态没有影响。
在根据本发明的装置的另一可能实施例中,利用所述补偿电阻输出的热能通过由导热层组成的所述印刷电路板被均匀的加以分散,以便预热所述能量储存器,特别是在低环境温度的情况下。这具有的优点是,没有专用的热传导,其必须由一热源的方式提供,用以预热所述能量储存器。
本发明还提供如权利要求15的一种用于具有能量储存器的交通工具的能量储存装置。
因此,本发明提供一种用于具有能量储存器的交通工具的能量储存装置,所述能量储存装置包含多个串联连接的电能储存电池组,其包含多个并联连接的电能储存电池,其中在各个情况下,一个电能储存电池的极柱通过一导电及导热接触组件被连接至一印刷电路板,所述印刷电路板用以使通过所述接触组件自各个电能储存电池流出的一电流与通过所述接触组件接收的一热流相分离。
具体实施方式
如图2所示,根据本发明图2实施例的装置1,包含多个电能储存电池1-1、1-2,其中所述电能储存电池1-1、1-2各具有两电极柱2、3。例如,所述第一电能储存电池1-1包含一第一或正电极柱2-1,及一第二或负电极柱3-1。同样地,所述第二电能储存电池1-2具有一第一正电极柱2-2及一负电极柱3-2。如图2所示,所述电能储存电池1-1、1-2的所述两正电极柱2-1、2-2上设置一接触组件4-1、4-2。同样地,如图2所示,一接触组件5-1、5-2设置在两负电极柱3-1、3-2上。所述接触组件4-1、4-2、5-1、5-2形成连接组件,其包含导电及导热的一弹性接触材料,并从一垂直于所述电能储存电池1-1、1-2的电池极柱的接触表面的一方向上的一纵向延伸的变化,而得出所述接触组件(4-i,5-i)的弹性变形。一电池极柱的表面利用所述弹性接触材料而被完全或部分覆盖,且被保护而不接触水气。在一可能实施例中,所述接触组件4-1、4-2、5-1、5-2的弹性接触材料由弹性体及金属颗粒的混合物所组成。在一可能实施例的改变中,所述金属颗粒具有一表面涂层。所述表面涂层可利用电镀或非电镀。
在一可能实施例中,所述电能储存电池1-1、1-2由电池单元组成。此外,所述电能储存电池1-1-1-2也可为充电电池。所述电能储存电池1-i也可以是物理能量储存,特别是电容器。在一可能实施例中,所述电能储存电池1-1、1-2为圆柱形结构,且各具有一周缘表面(如图7所示配置在电能储存电池1-i的一圆柱形)。如图2所示,所述电能储存电池1-1、1-2可被使用在一支撑结构6中,例如由电绝缘合成材料。在一优选的实施例中,所述支撑结构6的材料具有热传导性,也就是说,所述热量存在于所述电能储存电池1-1、1-2的周缘表面,其可通过所述支撑结构6而被排出,如热流Q● m。为了优化通过所述周缘表面的热输出。所述支撑结构可载入一冷却介质(例如空气、水)。在一可能实施例中,所述支撑结构6包含圆柱形凹部,所述电能储存电池1-i配置的圆柱形可依照自定的配合方式插入。所述被插入的电能储存电池1-1、1-2优选地以可替换的方式插入所述支撑结构6。所述上及下接触组件4-1、4-2、5-1、5-2被配置在所述电能储存电池1-1、1-2的端表面,同时形成所述电能储存电池的电极柱。所述接触组件具有导电及导热性。在图2的实施例中,所述电能储存电池1-1、1-2以一导电及导热的方式被连接,经所述上接触组件4-1、4-2至一第一印刷电路板7,及经所述下接触组件5-1、5-2至所述下印刷电路板8。所述印刷电路板7、8各用于分离由所述电能储存电池1-i接收通过所述接触组件的所述电流I,及通过所述接触组件接收的一热流Q● s。如图2所示,一第二热流Q● s从所述电能储存电池1-i的端侧面开始流出而通过所述上及下印刷电路板7、8的导热接触组件4、5。所述印刷电路板7、8被配置而能够分离从一电能储存电池接收且通过一接触组件的一电流I,及通过所述接触组件接收的一Q● s。
为了从分离端侧面的热流Q● s及电流I,在实施例中,所述两印刷电路板7、8为不同层的结构。也就是说,所述上印刷电路板7包含一导热及导电的第一导热层7-1,其直接靠在所述上接触组件4-1、4-2。所述第一导热层7-1横向排出所述电流I而通过所述接触组件4-1、4-2,如图2所示。另外,所述导热层7-1传递所述热流Q● s在各种情况通过所述接触组件4-1、4-2至所述印刷电路板7的一第二导热层7-2。所述印刷电路板7的第二导热层7-2输出由所述第一导热层7-1接收的热流Q● s至一周围区域或一冷却介质,如图2所示。在图2所示的实施例中,一电绝缘中间层7-3位于所述印刷电路板7的第一导热层7-1及导电及导热的所述第二导热层7-2之间,如果所述第二导热层7-2具有可导电性,就需要所述中间层。所述第一导热层7-1的厚度d1可在一范围内,例如20至500微米。所述第二至少导热层7-2的厚度d2可在一范围内,例如1至5毫米,即在优选实施例中,所述印刷电路板的第二导热层7-2的厚度大于所述印刷电路板7的第一导电及导热层的厚度。
在优选实施例中,所述中间层7-3位于其中且具有相对较薄的一厚度d3,且其中所述厚度d3小于所述印刷电路板7其余两层7-1、7-2的所述厚度d1及厚度d2。所述中间层7-3由电绝缘材料制成且导热,也就是说,如图2所示,所述热流Q● s可通过其中。在一可能实施例中,所述中间层7-3具有至少0.1W/(K·m)的导热率。
如图2所示,所述下印刷电路板8的结构可相同于所述上印刷电路板7的方式构成。在这种方式下,所述第一导热层8-1相应于所述上印刷电路板的第一导热层7-1。所述下印刷电路板8的第二导热层8-2相应于所述上印刷电路板7的第二导热层7-2。所述下印刷电路板8的电绝缘及同时导热的中间层8-3相应于所述上印刷电路板7的中间层7-3。
在图2的实施例中,所述两印刷电路板7、8分别为三层结构。在一替代实施例,所述两印刷电路板7、8个只包含二层,即导电及导热的一导热层7-1及电绝缘及导热的一第二导热层7-2、8-2。所述实施例的优点为不需设置中间层,特别是如图2所示的中间层7-3、8-3。
相反地,如图2实施例的优点为所述两印刷电路板的第一及第二导热层可分别由一导电及导热材料生产,而分别经由一电绝缘的中间层7-3、8-3被分开。由于导电材料一般为同时具有有效的导热性,相较于仅两层的实施例,所述热流Q● s从电池更有效地输出至周围区域。
在一可能实施例中,被使用的所述导电及导热材料,特别是所述两印刷电路板7、8的导热层7-1、8-1,可以是金属,特别是铜、银或金。所述两印刷电路板的两导热层7-2、8-2可包括一导电及导热材料,优选为金属,如铝,或一导热材料、电绝缘材料,如合成材料。如果所述两印刷电路板7、8的两导热层7-2、8-2包括一导电及导热材料,然后一电绝缘的中间层7-3、8-3为额外的需求,所述中间层可包含例如,一合成材料,如环氧树脂,或一陶瓷材料,如氧化铝。
所述接触组件4-1、4-2、5-1、5-2包含例如一导电弹性体,特别是硅树脂。所述印刷电路板7的三层(两导热层7-1、7-2、一中间层7-3)及所述第二印刷电路板8的三层(两导热层8-1、8-2、一中间层8-3)包含一导热材料,其具有一导电率,优选地大于10W/(K·m)。在一可能实施例中,所述电能储存电池1-i及其中的所述弹性接触组件4、5被夹持在所述两印刷电路板7、8之间,且被支撑在所述支撑结构6中。夹持所述电能储存电池1-i及接触组件4、5所使用的机械力优选为一预定的机械偏差。在一可能实施例中,所述两印刷电路板7、8可利用一适合的机械连接,如螺钉或黏合,被保持在相对于所述电能储存电池偏向的位置中。如图2所示,所述电能储存电池位于所述支撑结构上,在两极柱通过所述平面状接触组件电性及热连接至所述两印刷电路板7、8。
所述两印刷电路板7、8的导热层7-1、8-1提供用于在所述能量储存复合体中传导在独立电能储存电池1-i之间的电流。所述印刷电路板7、8的基材包含具有高导热性或且相当于金属导热率的材料。如果所述两印刷电路板7、8的基材具有导电性,则如图2的实施例所示,所述印刷电路板具有一电绝缘的中间层7-3、8-3。所述热能通过所述接触组件及所述两印刷电路板7、8以低热阻进行传导,且从所述电能储存电池1-i通过所述印刷电路板7、8的不同层,而输出至所述外部周围区域或一冷却介质,例如空气或水。如图2所示,所述端侧面的热流Q● s优选地在所述电能储存电池1-1、1-2的端表面被排出。其结果是,热能也可从所述电能储存电池1-i的内部或核心排出,也就是说,在所述电能储存电池的内部及所述能量电池的周缘之间的温度梯度可被最小化。由于所述温度梯度可被最小化,所述不同电能储存电池1-1、1-2在能量储存年限上较少发生不均匀的现象。除了所述端侧面的热流Q● s排出,优选地,也存在从所述电能储存电池1-i通过其周缘表面至导热支撑结构的一热的侧排出,如图2所示的热流Q● m。
因此,根据本发明的配置,一方面一端侧的热能排出Q● s通过所述导热接触组件4、5,并且还有一热排出通过所述电能储存电池1-i的边缘表面进入所述支撑结构6,如热流Q● m,总之,所述热排出的量由此增加至两不同热流Q● s、Q● m。这使得在所述能量储存器中的电能储存电池能够更有效地冷却。其结果是,在一电能储存器中的电能储存电池1-i的填充密度也能够显着地增加。在一可能实施例中,所述电能储存电池1-i的端侧的接触表面与相应的电能储存电池1-i的端侧的整个表面相对,也就是说,所述接触表面对于所述电流及热流的面积较大,且所述相应电能热能阻抗较低。
在根据本发明的所述装置的一可能实施例中,所述两印刷电路板7、8的两在外侧的导热层7-2、8-2大致较厚于相应的所述印刷电路板7、8的其余两层。在一可能实施例中,所述两印刷电路板7、8的在外侧的导热层7-2、8-2具有至少小于1毫米的厚度。在一可能实施例中,为了提高所述印刷电路板7、8的外表面区域的面积,可在一个外侧的导热层7-2、8-2设置凹部或槽。所提供的分析具有冷却条的效果。所述两导热层8-2、7-2的热阻由此减少,也就是说,所述热流Q● s增加,因此有更多的热量从所述电能储存电池1-i排出。
在另一可能实施例中,冷却通道也可被设置在所述导热层7-2、8-2中,一冷却介质流动通过其中,用以再进行冷却,也就是说,所述所述两导热层7-2、8-2的热阻会在减少。
由图2可知,所述电流I利用导电或导热的导热层7-1、8-1通过所述印刷电路板从所述端侧热流Q● s被分离,其中所述电流I侧向排出至一电性接触。电气安全组件9-1、9-2在个种情况下设置在所述两印刷电路板7、8的导电及导热的导热层7-1、8-1上,如图2所示。在一可能实施例中,电气安全组件只设置在两印刷电路板7、8的其中之一,如图2所示的实施例中。在另一实施例中,电气安全组件也可设置在所述导热层8-1的下印刷电路板8上。例如,所述电气安全组件9-1、9-2由薄形结合线、保险丝、PTC组件、半导体组件或防止过载的其他一些电气保护。所述电气安全组件9-1可被选择性地设置。在一可能实施例中,一专用安全组件被设置用以所述能量储存器的各电能储存电池1-i。可替代的,所述安全组件9-1也可被设置用于电能储存电池的一群组,例如并联连接的电能储存电池的一群组。例如,所述安全组件9-i可包含PTC组件。在一过载的情况下断开电性连接。另一种可能是利用薄焊线的方式保护所述电能储存电池1-i以防止电流I过量。这种电线会在电流过量的情况下融化,因而在紧急的情况下松开所述能量储存复合体中的个别所述电能储存电池的电性接触。此外,所述电气安全组件可由SMDs形成,其被焊接至所述印刷电路板7的导热层7-1。此外,所述电气安全组件也可利用设置在所述导热层7-1上的蚀刻电流柱而形成。这是在过量电流负载的情况下大幅加热,这将导致所述材料融化,且所述电性接触被中断。这过程是不可逆转的,相当于市售的保险丝。
在图2的实施例中,所述能量储存器包含多个电能储存电池1-i的组合体,其中所述电能储存电池1-i通过一印刷电路板而彼此电性连接,其包含至少一导电层及至少一非导电层。在另一实施例中,所述电能储存电池1-i通过金属形成的连接组件而彼此电性连接,其与所述接触组件接触,或接触由一弹性接触材料制成的组件。
在图2的实施例中,所述印刷电路板的变形可包含在所述印刷电路板追踪的多个锥形段。所述锥形段在一特定的电流流通过各个所述锥形段而被破坏,也就是说所述电性连接会被中断。
使用所述电性连接组件或连接组件的优点为,所述弹性接触材料减轻从外部引入所述能量储存系统的机械振动,且所述独立电能储存电池受到较低的加速度。在图2所示的实施例中,所述电能储存电池1-i的两极柱2-i、3-i彼此相对。在其他实施例中,所述电能储存电池1-i的两极柱2-i、3-i可位于一侧。如图3所示,一导电及导热的等效电路图用以说明从一电能储存电池1-i流动至周围区域的一电流及一热流。所述热流Q● m通过导热接触组件4及所述上印刷电路板7的导热层7-1、7-3、7-2及经过所述电能储存电池1-i的端表面而被排出至所述周围区域。在如图3的实施例中,Rs为一热能转换电阻,Ru为一电能转化电阻,Rth表示所述接触组件4或所述上印刷电路板7的一导热层7-1、7-2、7-3的热阻。如图3所示,所述电能储存电池的电流I层所述上印刷电路板的导电及导热层7-1被排出,且位于所述热流Q● s被分离的位置。根据本发明中的配置方式,为了保持各个电能储存电池1-i的热载尽可能最低,所述热流Q● m从所述电能储存电池1-i流通过其中的周缘表面或端表面,从所述电池的一预定电流被最小化。如图3所示,所述热流Q● s在根据本发明的配置提供所述周缘表面M或通过所述端表面S或两者,即所述周缘表面及端表面,而被排出。所述热转换电阻Rs及热阻Rth的总和优选地被最小化,以最大化所述热流。所述热能量的主要部分产生在所述电能储存电池1-i的内部。所述热可被更有效率的从所述电能储存电池1-i的内部引导至外部,其利用通过所述端表面及所述电能储存电池1-i的极柱的散热方式,当所述热阻的总会较低,即从所述内部至所述电能储存电池的极柱或端表面的热阻总和较低于从所述电能储存电池的内部至周缘表面的热阻。
如图7A、7B、7C所示,为所述电能储存电池1-i的不同设计变形。如图7A所示的一圆柱形电能储存电池1-i,其具有两相对的极柱2-i、3-i。如图7B所示的一菱柱或长方体的电能储存电池1-i,其具有位于一端表面的两极柱2-i、3-i。如图7C所示的一凹槽或袋体形式的电能储存电池1-i,其较为平面状且具有位于一端侧的两极柱2-i、3-i。
所述连接或接触组件4-i、5-i也可使用于连接及连结两载流导体,其中电流具有高于0.05安培/毫米平方(A/mm2)的电流密度可被转换。因此,一连接组件也可适用于传输大功率,即在一插件系统或灯架接线头。所述发明还提供一连接系统用于连接两电导体,其中一导电弹性体位于两导电体之间。所述两导电体可由不同的材料组成,如铜或铝合金。
如图4所示,根据本发明所述的一能量储存装置的一实施例,其包含一能量储存器11。所述能量储存器11包含多个串联连接的电能储存电池组12A、12B,各包含多个并联连接的电能储存电池1-i。如图4所示,所述电能储存电池组12A、12B各包含并联连接的三个电能储存电池1-i。因此,所述第一电能储存电池组12A包含多个并联连接的电能储存电池1-1a、1-2a、1-3a,及第二电能储存电池组12B包含多个并联连接的电能储存电池1-1b、1-2b、1-3b。在一电能储存电池的所述并联连接的电能储存电池1-i的数量是可以改变的。一电能储存电池组可包含两个以上的电能储存电池。而且,所述电能储存电池组12A、12B的串联数量可改变,例如,两个以上的电能储存组前后串联。所述电能储存电池1-i的极柱通过一导电及导热接触组件各连接至一印刷电路板7、8,所述印刷电路板被设置用以分离一电流I及一热流Q●,所述电流I分别利用所述电能储存电池1-i通过所述接触组件被接收,所述热流通过所述接触组件被接收。所述电能储存电池组12A、12B并联连接,所述能量储存器11通过设置在所述印刷电路板上的感测线各连接至一电子监控单元13。在图4所示的实施例中,所述能量储存器11的两电能储存电池组12A、12B通过三感测线14-1、14-2、14-3被连接至所述电子监控单元13,所述电子监控单元为一电池管理系统(battery management system BMS)。所述感测线14-i的数量相应于所述电能储存电池组的数量外加1个。所述印刷电路板7、8中的所述感测线14-i被延伸在被夹持的一电能储存电池组的电能储存电池1-i之间。由于所述印刷电路板7、8中的所述感测线的进展,不需要在所述电能储存电池中设置所述感测线14-i的分离接触,及相应感测缆线的引导。其结果是,如图4所示的所述能量储存装置10的制作成本可明显减少。引导所述印刷电路板7、8中的感测线14-i利用在印刷电路板布局中的相应设计可被确保。利用一印刷电路板上所述电池接触发生的事实,所述感测线可简单地被包含在所述印刷电路板布局中。也就是说,不需要感测线或传感器线的接触,且所述传感器线14-i通过所述印刷电路板7、8可直接被引导至所述电子监控单元13。
例如,用于温度传感器的线也与所述传感器线相同。
电能的能量储存装置10包含用于连接一电子负载16的多个连接端子15-1、15-2。例如,所述负载16可以是一电动马达或一车辆的逆变器。用于过载保护的一专用电气安全组件可被设置,如在所述印刷电路板7、8的第一导热层中用于所述能量储存装置10的各个电能储存电池1-i。其结果是,能够可靠地防止当一电能储存电池发生故障而最终导致电池起火的进一步危险。例如,在一电能储存电池中的一内部短路电路将导致所述电气安全组件中断所述电流,也就是说,并联连接的电能储存电池由故障的电能储存电子可靠地防止短路。其结果是,可能导致在所述能量储存装置中起火的连锁反应可被预防。此外,所述能量储存的运作能力可被保留。
利用所述印刷电路板7、8的方式在所述能量储存器11中以接触及划分所述电能储存电池1-i为并联及串联,也可使用如一外壳或额外的冷却组件。一安全组件可被单独设置在所述接触的印刷电路板上用于各电能储存电池装置1-i。被使用的安全组件可作为用于各独立电能储存电池1-i的电气保护的类型。如果在一电能储存电池1-i中发生故障,如电气短路,则所述安全组件被触发及关闭所述电能储存电池。其结果是,所述能量储存装置10,如一电池模块,总是保持着一安全操作状态。
所述电子监控单元13通过所述感测线还可持续监控,一电能储存电池组12A、12B的所述电能储存电池1-i的电压,并联连接,及检测一电能储存电池的故障,如所引起的内部短路,利用所述感测线14-i突然的下降电压,并相应地做出反应。
在一可能实施例中,多个开关组件可再设置于所述能量储存器11中,利用相应于检测故障的所述电子监控单元13进行切换。在本实施例中,除了电气安全组件9-i,可被切换的开关可使被检测的电能储存电池1-i一旦有缺陷则停用。
在一可能实施例中,利用所述电能储存电池或所述能量储存器12的一电能储存电池组的热输出可通过至少一关联的温度传感器被检测。所述温度传感器同样可设置在印刷电路板7、8上。所述个别电能储存电池或电能储存电池组的温度检测由所述温度传感器以信号发送至所述电子监控单元13。由于所述电能储存电池1-i的热根据本发明的配置通过所述极柱被排出,所述温度传感器可设置在所述接触印刷电路板或印刷电路板,及不需要容纳在在所述电池模块或能量储存器的内部中。其结果是,还可降低制造成本。
根据本发明能量储存装置10的另一实施例,补偿电阻可设置用以将所述能量储存器11的电能储存电池1-i过多的电量转换为热。所述补偿电阻输出所产生的热至所述印刷电路板7、8,且由所述监控单元13控制。所述补偿电阻被设置用于补偿或平衡所述各个电能储存电池的不同量。所述电能储存电池1-i的负载差异及不同的老化可能在所述能量储存器11中引起,所述串联连接的电能储存电池1-i具有不同的损失。
其结果是,所述电量可被提供用于单独串联连接的电池,其不相同。所述电量差异利用补偿电阻平衡的方式进行补偿。从独立电能储存电池1-i超出的电量通过补偿电阻被转换成热。由于在传统能量储存器的情况下,排出热的方式非常有限,可能的情况下,所述传统能量储存器的平衡或补偿方法不能满足所述能量储存器的瞬时负载,及作为结果的功率输出或功率输入被限制。
根据本发明的所述能量储存器11的情况中,所述监控单元优选地直接安装在所述能量储存器11上。因此,所述补偿电阻的热可被简单地输出至所述接触印刷电路板或印刷电路板7、8。其结果是,根据本发明所述能量储存装置10中的所述平衡输出明显增加,因此,不会有所述能量储存装置10的所述电能负载动力的影响。
通过补偿电阻的热输出优选地通过由导热层组成的所述印刷电路板7、8均匀地被分布,以预热所述能量储存器11。优选地,预热发生在低环境温度下。在低环境温度下,所述电能储存电池1-i的提取功率及能量会减少。因此,在所述优选实施例中,所述能量储存器11在低温下被预热。对比与传统的能量储存器,所述能量储存器的预热是通过一专用加热器,根据本发明的能量储存器11,预热的发生是通过设置补偿电阻用于电量补偿的方式。由于在所述接触印刷电路板或印刷电路板7、8上的温度分布是非常有效的,所述平衡或补偿电阻产生的热被有效地分配至所述能量储存器11的电能储存电池1-i。因此,所述能量储存器11是自动预热,特别是在低环境温度中,由此,所述电能储存电池1-i的提取功率及能量可增加。
如图5A、5B所示,在一印刷电路板上的一极柱可能的配置,可被使用在本发明的装置或能量储存装置。
如图5A所示,例如,在面对所述电能储存电池1-i的侧面上,所述上印刷电路板7的极柱的配置。
如图5B所示,在面对所述电能储存电池1-i上,所述下印刷电路板8的相应极柱的配置。
通过适合的极柱配置的方式,一均匀热分布可帮助设置并联电路及在所述印刷电路板7、8之间。
如图6A、6B所示,用于所述极柱配置的一可能的印刷电路板的布局,具有感测线或传感器线集合在其中,用以连接至所述电子监控单元13及用于温度传感器的连接。此外,显示螺合的孔用于组装所述电能能量储存器11。
根据本发明的接触装置可被使用来达到最佳,所述能量储存器11的使用寿命长,及使用所述能量储存器11时的高水平效率。使用根据本发明的所述装置,能够使整个能量储存器11保持在最佳温度范围内,切在所述电能储存电池1-i中的温度梯度最小化。根据本发明的装置允许在一能量储存复合体中的能量储存电池或电池的热连接,其中一热流及一电流从所述电能储存电池1-i通过所述电池的导电接触表面被传导至外部。所述电能储存电池1-i由安全组件的方式被保护以防止电过载,通过其中的一热流不会发生。热从所述电能储存电池1-i的内部通过所述电能储存电池的极柱被分流。而且,热可从外皮或所述电能储存电池1-i的周缘被分流。有效的冷却以此实现,其中,另外从内部至所述电能储存电池1-i的一低温度梯度被实现。根据本发明的接触装置的优点是提供一较大的接触表面区域,及电阻及热阻减少。所述接触组件的弹性可用于减弱机械振动。此外,所述材料的不规则可补偿及简化组装过程。特别重要的是,当根据本发明的电能能量储存装置10被设置在一交通工具中,这种接触形式,对比于一刚性接触连接,也不会因振动而损坏。
在一可能实施例中,所述电子监控单元13可通过所述感测线14-i的方式发出信号,发生故障或检测电能储存电池1-i至一较高软件层或一驱动者。根据本发明的配置或接触装置为一无焊接及焊缝无接触的概念而用于多功能印刷电路板,也就是说,生产能量储存器的制造成本可显着降低。所述弹性接触组件被连接至所述印刷电路板7、8以一夹心状及表面一致的方式。通过所述印刷电路板7、8不同的层,电流可被传导及热流可被传输。在一有利的方式中,所述材料复合体也有助于改善所述电能储存电池的静力,并在填充密度上具有正面的效果。
通过使用本发明的接触装置,能够节省许多相对较小的电能储存电池的复杂的互联,以形成能量储存复合体,这在所述能量储存器的防火安全上具备的效果,因而相应的电动交通工具,特别是由于在较小的电能储存电池的情况下的低放电电流。所述电损耗被保持在低损耗,且所述能量储存器11的温度也保持在一理想的温度工作范围内,增加使用寿命及提高本发明的所述电能能量储存器11的效率。所述电能储存电池1-i的负极柱及正极柱的接触表面保证热的高效转换及允许一低损耗及热能量传递。一交通工具的电动马达可被连接至一能量储存器11,所述交通工具的续航范围较高,由于所述能量储存器11的效率具高水平。
根据本发明的能量储存装置10可安装在不同的交通工具或可携装置上。根据本发明所述能量储存装置10也可被使用于,例如一可携装置的一能源,特别是用于一可携计算机或移动终端,特别是用于移动电话等。
根据本发明所述能量储存装置10的一可能实施例中,所述能量储存装置10以一模块化的方式被配置,也就是说,本实施例不同于所述电能储存电池并联连接的电能储存电池组12A、12B,可以模块化的方式装配在一起。此外,在一可能实施例中,机械连接至所述印刷电路板7、8可被设置,及允许所述电能储存电池组12A、12B的一模块化装配。