CN104851997B - 利用压缩电池单元固定件的圆形电池单元固定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及利用压缩电池单元固定件的圆形电池单元固定方法。一种电池单元组和一种用于固定电池单元(1)以制造电池单元组的方法，其中，所述方法包括：将电池单元(1)、特别是用于储存电能的电池单元插入第一电池单元支架(10)的开口(11)中，插入第二电池单元支架(20)的开口(21)中，并且将电池单元(1)定位在电池单元固定件(30)的开口(31)中，从而电池单元固定件(30)位于两个电池单元支架(10、20)之间；利用两个电池单元支架(10、20)压缩电池单元固定件(30)。

Description

利用压缩电池单元固定件的圆形电池单元固定方法
技术领域
本发明涉及一种用于固定电池单元以制造电池单元组的方法，以及涉及一种具有多个电池单元的电池单元组。
背景技术
用于车辆应用——特别是具有混合驱动或者纯电力驱动的机动车辆中的高压电池越来越重要。这种电池通常具有多个电池单元，例如捆束为电池单元组的锂离子电池单元。
各个能够实施为圆形电池单元的电池单元必须被以如下方式固定：使得振动最小化，以便避免晃动噪声并且延长电池单元接触部的寿命。当例如为了接触而将板条焊接到电池单元上时，板条可能由于振动而疲劳并且最后断裂。该问题由于电池单元的尺寸存在公差而变得明显，这使得很难以尽可能简单的机械机构可靠地固定所有的电池单元。
泡沫材料用于固定电池单元的用途是公知的。对此，DE 10 2007 010 748 A1介绍了具有电池单元组的电池。电池单元组具有由底部和侧壁构成的盒状壳体，其中装有电池单元。整个电池单元组由包覆片包围并且由导热的铸造物料铸型而成。铸造物料同时承担电绝缘的作用并且将电池单元固定在电池单元结合体中。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种用于固定电池单元的改进的方法以及一种基于该方法的电池单元组。
以根据权利要求1的方法以及根据权利要求6的电池单元组来解决所述任务。有利的改进方案由从属权利要求以及后面对本发明的全面说明以及对具体实施方式的说明获得。
根据本发明的方法，将多个电池单元固定成电池单元组。一个或多个这样的电池单元组能够进一步加工成完整的电池。这里应用的电池单元优选是具有统一几何形状的细长的形体(例如柱状的圆形电池单元)。
电池单元组具有第一电池单元支架和第二电池单元支架，所述电池单元支架以夹层的方式从相对置的侧部固定保持电池单元。为此，电池单元从一侧插入第一电池单元支架的开口中并且从相对置的一侧插入第二电池单元支架的开口中。对于圆形电池单元的情形，电池单元支架具有圆形的开口，所述开口与电池单元的直径一致。由此，所述电池单元由电池单元支架从上方以及下方保持。此外，电池单元延伸穿过电池单元固定件的开口。电池单元固定件位于两个电池单元支架之间。
为了最终完成电池单元的固定，通过将所述两个电池单元支架压在一起，借助两个电池单元支架压缩电池单元固定件。当压缩方向是Z方向(由此在细长的电池单元的情况下是其主延伸方向)，电池单元固定件的材料在垂直于Z方向的空间方向X和Y上发生偏移。由此，电池单元固定件的材料不依赖于可能存在的公差地均匀而牢固地包围每个电池单元。所述固定以简单的手段实现。无需对电池单元进行单独的夹紧、调节等。在应用电池时(例如在车辆应用中)的振动和晃动噪声被降至最低。由此提高了电池单元组进而还有电池的寿命。此外，这里所示的固定能够容易地适用于不同的电池单元几何形状和电池单元结构。以简单的方式自动进行公差补偿。此外，以极少的零件来实现固定，由此，避免了昂贵的结构。此外，电池单元固定件本身不必完全精确地制造，因为对于电池单元的配合是通过压缩过程来实现的。由此能够避免在用于制造电池单元固定件的工具(例如铸造工具)上进行精细协调。避免了电池单元的由于不均匀的而且过高的压紧力的应力。此外，电池单元组在超出其寿命以后能够简单地彼此拆开，电池单元固定件被取出并且单独分类处理，这对于根据现有技术以铸造物料进行的铸造而言是相当难于实现的。
当电池单元固定件是泡沫，例如泡沫垫时将优异地实现上述优点。这种泡沫是弹性的，能够简单地制造并且在应用时能够很好地变形。在这里，例如考虑聚氨酯泡沫。
两个电池单元支架以及电池单元固定件优选由绝缘材料制成，并且电池单元固定件由可压缩材料制成，该可压缩材料优选是有弹性的但是至少在其性质方面比电池单元支架的材料更软。
电池单元固定件的压缩优选利用将两个电池单元支架压在一起的装置来实现。在压在一起的位置中，两个电池单元支架彼此紧固，例如相互拧合、焊接、铆接、粘接或夹接。在这种情况下，用于将电池单元固定件压在一起的装置不是成品电池单元组的一部分并且也不是以这种电池单元组制造的电池的一部分。
另一方面，完全能够利用装置来实现压缩，在压缩之后该装置同时将电池单元支架彼此紧固并且该装置作为电池单元组和/或电池的一部分。在这种情况下，必要时可以取消对电池单元支架此后进行的拧合、夹接或者其他形式的固定。
根据优选的方法，相当具体的是：首先将电池单元固定件装入第二电池单元支架中。接下来将电池单元插入第二电池单元支架和电池单元固定件的开口中。之后，将第一电池单元支架从相对置的侧部安置到电池单元上，其中，电池单元插入第一电池单元支架的开口中。接下来，将两个电池单元支架压在一起，由此，实现对电池单元固定件的压缩。最后，将两个电池单元支架互相拧紧。
上述电池单元固定件特别适用于车辆的应用情形，优选为混合动力车辆或电动车辆，这是因为在这里很大程度上重点在于在出色的质量和长寿命的情况下的高效率的制造。但不言而喻的是，本发明也能够应用在其他领域，例如在通常的运输领域中，特别是航空、航海和轨道交通中，建筑设备技术、电子工业中，特别是娱乐电子产品、建筑技术中等中。此外，本发明的其它优点和特征通过优选实施方式的下列说明而显而易见。接下来，这里介绍的特征能够单独地或与一个或多个上面提到的特征相组合地来实现，只要这些特征不自相矛盾。在此，通过参考附图对优选实施方式进行下列说明。
附图说明
附图为了更佳地图示，以彼此拆开的方式透视地示出电池单元组。由此，电池单元组的各个组成部件良好地显示效果。
具体实施方式
在这里，附图标记10表示上电池单元支架，该上电池单元支架也可称作第一电池单元支架，附图标记20表示下电池单元支架，该下电池单元支架也可称作第二电池单元支架，并且附图标记30表示电池单元固定件。
上电池单元支架10、下电池单元支架20以及电池单元固定件30分别具有开口11、21和31，电池单元1穿过所述开口或插入所述开口。电池单元1能够穿过开口31而插装，而两个电池单元支架10和20的开口11和21在一侧闭合或者设有减小的半径，从而电池单元1由电池单元支架10和20保持，并且不能穿过开口11和21而滑过。
两个电池单元支架10和20优选由例如聚酰胺这样的合成材料制成。电池单元固定件30优选由例如聚氨酯这样的泡沫制成，并且具有网垫状结构形式。但也可以考虑其他材料。重要的是，两个电池单元支架10和20以及电池单元固定件30由绝缘材料制成，并且电池单元固定件30由可压缩材料制成，所述可压缩材料优选是有弹性的，但至少在其性质方面比电池单元支架10和20的材料更软。
根据在附图中示出的结构形式，下电池单元支架20关于电池单元固定件30构造成壳罩状，从而电池单元固定件30能够装入下电池单元支架20中。接下来，电池单元1插入电池单元固定件30的开口31和下电池单元支架20的开口21中。接下来，从上方将上电池单元支架10插装到电池单元1上。两个电池单元支架10和20被压在一起并且最后相互拧合。为此，设置有开口12和22，通过这两个开口进行拧合。
此外，在附图中示出连接部23和24，能够通过所述连接部来进行电连接和/或实现冷却液体的供给。在电池单元组的压缩和拧合之后，各个电池单元1相互的电接触能够借助上电池单元支架10的开口11和/或下电池单元支架20的下部的开口21(或其未示出的输出部)来实现。

Claims (17)

1.一种用于固定电池单元(1)以制造电池单元组的方法，所述电池单元用于储存电能，其中，所述方法包括：
将所述电池单元(1)插入第一电池单元支架(10)的开口(11)中，插入第二电池单元支架(20)的开口(21)中，并且将所述电池单元(1)定位在电池单元固定件(30)的开口(31)中，从而所述电池单元固定件(30)位于所述第一电池单元支架(10)与所述第二电池单元支架(20)之间；
利用所述第一电池单元支架(10)和所述第二电池单元支架(20)压缩所述电池单元固定件(30)，
所述电池单元固定件(30)是泡沫，
所述第一电池单元支架(10)的开口(11)和所述第二电池单元支架(2)的开口(21)在一侧闭合或者具有减小的半径，从而电池单元(1)由所述第一电池单元支架(10)和所述第一电池单元支架(20)保持，并且不能穿过所述第一电池单元支架(10)的开口(11)和所述第二电池单元支架(2)的开口(21)而滑过。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电池单元固定件(30)是泡沫网垫。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电池单元固定件(30)由聚氨酯构成。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用一种装置将所述第一电池单元支架(10)和所述第二电池单元支架(20)压在一起以压缩所述电池单元固定件(30)，并且在该压在一起的位置处将所述第一电池单元支架(10)和所述第二电池单元支架(20)彼此紧固，其中，所述装置不是成品电池单元组的一部分。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用一种装置将所述第一电池单元支架(10)和所述第二电池单元支架(20)压在一起以压缩所述电池单元固定件(30)，并且在该压在一起的位置处将所述第一电池单元支架(10)和所述第二电池单元支架(20)彼此紧固，其中，所述装置不是成品电池单元组的一部分。
6.根据权利要求1至5的任意一项所述的方法，其特征在于，所述第一电池单元支架(10)和所述第二电池单元支架(20)在压缩所述电池单元固定件(30)之后相互连接。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一电池单元支架(10)和所述第二电池单元支架(20)在压缩所述电池单元固定件(30)之后相互拧合、焊接、铆接、粘接或夹接。
8.一种电池单元组，具有多个电池单元(1)、第一电池单元支架(10)、第二电池单元支架(20)和由可压缩材料构成的电池单元固定件(30)，其中，
所述电池单元(1)从一侧插入所述第一电池单元支架(10)的开口(11)中，并且从相对置的一侧插入所述第二电池单元支架(20)的开口(21)中，
所述电池单元(1)延伸穿过所述电池单元固定件(30)的开口(31)，并且所述电池单元固定件(30)位于所述第一电池单元支架(10)与所述第二电池单元支架(20)之间，其中，所述电池单元固定件(30)通过所述第一电池单元支架(10)和所述第二电池单元支架(20)被压缩，
所述第一电池单元支架(10)的开口(11)和所述第二电池单元支架(2)的开口(21)在一侧闭合或者具有减小的半径，从而电池单元(1)由所述第一电池单元支架(10)和所述第一电池单元支架(20)保持，并且不能穿过所述第一电池单元支架(10)的开口(11)和所述第二电池单元支架(2)的开口(21)而滑过。
9.根据权利要求8所述的电池单元组，其特征在于，所述电池单元固定件(30)是泡沫。
10.根据权利要求9所述的电池单元组，其特征在于，所述电池单元固定件(30)是泡沫网垫。
11.根据权利要求8所述的电池单元组，其特征在于，所述电池单元固定件(30)由聚氨酯构成。
12.根据权利要求9所述的电池单元组，其特征在于，所述电池单元固定件(30)由聚氨酯构成。
13.根据权利要求8至12的任意一项所述的电池单元组，其特征在于，所述第一电池单元支架(10)和所述第二电池单元支架(20)相互连接。
14.根据权利要求13所述的电池单元组，其特征在于，所述第一电池单元支架(10)和所述第二电池单元支架(20)相互拧合、焊接、铆接、粘接或夹接。
15.根据权利要求8至12的任意一项所述的电池单元组，其特征在于，所述电池单元(11)是圆形电池单元。
16.根据权利要求13所述的电池单元组，其特征在于，所述电池单元(11)是圆形电池单元。
17.根据权利要求14所述的电池单元组，其特征在于，所述电池单元(11)是圆形电池单元。
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