CN105185926A - 用于电池组、尤其电动车电池组的电池组电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电池组、尤其电动车电池组的电池组电池，所述电池组电池具有在一侧敞开的壳体盒（4）和流体密封地封闭所述敞开的壳体盒侧面的壳体盖（5）以及具有设置在所述壳体盒（4）中的电极片堆叠（3），所述电极片堆叠具有连接极（12，13），所述连接极紧抓穿过由所述壳体盖（5）提供的开口（26）。为了提供这样的电池组电池，所述电池组电池由设计决定地提供壳体盖与连接极之间的改善的密封作用，借助本发明提出一开始所述类型的电池组电池，所述电池组电池的特征在于，所述连接极承载罩，所述罩在极侧提供密封元件并且在壳体盖侧与所述壳体盖焊接。

Description

用于电池组、尤其电动车电池组的电池组电池
技术领域
本发明涉及一种用于电池组、尤其电动车电池组的电池组电池，所述电池组电池具有在一侧敞开的壳体盒和流体密封地封闭所述敞开的壳体盒侧面的壳体盖以及具有设置在所述壳体盒中的电极片堆叠，所述电极片堆叠具有连接极，所述连接极紧抓穿过(durchgreift)由所述壳体盖提供的开口。
背景技术
一方面先前所述类型的电池组电池以及另一方面具有多个相互电连接的电池组电池的电动车电池组由现有技术自身熟知，因此在此不需要特殊的文献证明。
作为非固定式电池，电动车电池组通常在车辆技术中得到应用，例如在叉车、起重汽车和/或类似车辆中。事先已知的电动车电池组具有多个相互电连接的电池组电池。通常根据所期望的输出电压使用12个电池(对于24伏特)、24个电池(对于48伏特)或者40个电池(对于80伏特)。
在此，每一个电池组电池具有一个提供壳体盒的电池壳体，所述壳体盒一方面容纳电解质以及另一方面容纳相互交替地正电极片和负电极片，这些电极片一起构成电极片堆叠。在最终装配的状态中，电池壳体的敞开的壳体盒侧面借助壳体盖电解质密封地封闭。
连接极用于电池组电池的电连接和/或接触，所述连接极从电极片堆叠出发并且引导穿过由壳体盖提供的开口。在此，用于电解质密封的极实现(Poldurchführung)的开口配备有软弹性的密封圈，所述密封圈在最终装配的状态中在外侧靠触相应的连接极。因此，基于密封圈在一方面壳体盖和另一方面连接极之间发生密封，其中，对于每个连接极设置一个密封圈。
尽管先前所述设计在日常实际应用中被证明是适合的，但它不是无缺点，并且因此尤其是在一方面密封圈和另一方面所属的连接极之间的密封作用不是持久令人满意的。这通过以下方式决定：壳体盖的单个部件的、尤其连接极的以及由壳体盖提供的极穿透孔的几何尺寸由制造决定地有公差并且因此可以发生变化。因此，由电极片堆叠提供的连接极之间的间距虽然是预给定的，但是一部分变化数毫米，这可能导致，在最终装配的状态中，连接极的部分区段略微较固定地被按压到分别包围所述部分区段的密封圈上，与此相反，其他极区段略微较不固定地被挤压到相应所属的密封圈上，从而参考连接极的周向直径实现了不同的密封作用。此外，连接极从异面直线的意义上也能够相互错开地定向，这同样可能导致相应密封圈不均匀地靠触所属的连接极。由此决定地，可能在电池组电池的仅仅短的使用持续时间到期之后已经出现所不期望的不密封性。
在此正需要考虑另一点。作为电解质，通常硫酸得到应用，尤其是在铅蓄电池组中。在此，特别的困难在于，硫酸随之带来相对高的毛细作用，从而电解质随着时间的推移也缓慢穿过最小的裂痕和缝隙。因此，在密封圈对所属连接极的靠触方面的可能不精确性相应地不密封性加剧地发生作用。
由现有技术已知其他的实施方式。因此，例如US6,312,852B1公开了一种具有盖的电池组，所述盖出于极实现的目的而具有与此一件式地构造的套筒。在此，套筒在构造灵活的连接的情况下相对于自身壳体盖相对可运动地构造。在最终装配的状态中，套筒分别容纳一个连接衬套(Anschlussbuchse)，所述连接衬套或者可以浇铸到套筒中或者在中间设置所浇铸的环氧树脂的情况下与套筒连接。
WO90/05999涉及一种极实现，所述极实现的特征在于多个密封元件。在此使用盖形螺母，所述盖形螺母相对于与密封元件相应地共同作用的密封面挤压密封元件。
DE2833416涉及一种用于制造用于极实现的方法。根据该方法，借助由热塑性塑料制成的本体浇铸连接极，所述连接极随后与蓄电池组的盖环形焊接。作为焊接方法使用镜焊接方法，其中，盖同时与壳体和本体焊接。
DE2514508涉及一种极螺栓密封，据此在极螺栓杆上设置密封环和绝缘与压力套筒。此外，设置极螺母，绝缘套筒借助所述极螺母与密封环密封地通过极螺栓方式挤压。在此，绝缘套筒如此定位，使得所述绝缘套筒以其密封区域持续不断地位于蓄电池组电池中的电解质水平之下。
发明内容
从先前所述出发，本发明的任务是，提供一种电池组电池，所述电池组电池由设计决定地提供壳体盖与连接极之间的改善的密封作用。
为了解决所述任务，借助本发明提出一开始所述类型的电池组电池，所述电池组电池的特征在于，所述连接极承载罩，所述罩在极侧提供密封元件并且在壳体盖侧与所述壳体盖焊接。
按照根据本发明的设计，使用罩，更确切地说，对于每个连接极使用一个罩。在最终装配的状态中，连接极在中间设置所属罩的情况下引导穿过相应的由壳体盖提供的开口。在此，罩承担两个功能。一方面罩提供密封元件，更确切地说是在极侧。因此，在一方面罩与另一方面连接极之间设置密封元件，所述密封元件确保连接极电解质密封地靠触罩的内表面。另一方面，罩在壳体侧与壳体盖焊接，也即材料锁合地连接，因此电解质密封地连接到壳体盖上。
根据本发明的构型的一个特别的优点在于，用作辅助元件的罩相对于壳体盖均衡制造公差，其中，该均衡不同于先前所述的现有技术，不涉及密封元件的位置，而是单单涉及罩相对于壳体盖的相对位置。在完成定向之后，罩相对于壳体盖几乎无力或者无压力并且可能发生罩与壳体盖的焊接。即不同于现有技术，通过待改变地设置的焊接缝修正可能的位置公差，并且绝对不通过以下方式：密封元件相对于相应的连接极的相对位置发生变化。
在根据本发明的构型的结果中在密封元件和极之间产生持久可靠的密封，也即，在一方面承载密封元件的罩与连接极以及罩与另一方面罩与壳体盖之间，其中，通过焊接来产生罩与壳体盖之间的密封性。
此外，连接极密封的先前所述设计带来以下优点：连接极可以按照所谓的COS方法(条带浇铸方法)制造。根据该方法，在铸模中注入流体铅，其中，铸模在负片中不仅返回(wiedergeben)极而且返回承载极的桥。预制备的电极以及垂片(Fahne)事先浸到浇铸模的流体铅中并且等待铅材料的硬化。该方法实施的结果是与电极的垂片一件式地构造的结构组件，所述结构组件不仅提供将各个电极的垂片相互连接的桥，而且提供在桥上一件式地设置的极。如此预处理的电极然后连同在电极上构造的极置入到壳体的壳体盒中。
根据COS方法的制造以有利的方式在手动操作中是简单的并且此外是价格有利的。借助本发明提出的极密封有利地能够与根据COS方法预处理的电极组合，使得就此而言产生协同效果，这是因为，根据本发明的构型不仅提供改善的极密封，此外它还提供简单的和价格有利的制造。
根据本发明的一种优选的实施方式设置，罩在外周向侧具有环绕的支撑接片，所述壳体盖支撑在所述支撑接片上。借助支撑接片，罩在下面触及为了极实现而在壳体盖中设置的开口的侧棱边。因此，发生壳体盖的支撑。在此，支撑接片以其在壳体盖侧构造的端面优选地靠触壳体盖。一方面，由此实现了罩与壳体盖的附加稳定化，另一方面能够如此改善地均衡罩与壳体盖开口之间的可能的位置公差，因为优选在盖下侧在支撑接片与壳体盖之间发生焊接。
罩与密封元件优选构造为一件式的部件。这简化了根据本发明的电池组电池的制造、尤其装配。
所述罩由塑料、优选聚丙烯制成。电池组电池的壳体盖也由聚丙烯制成，这简化了罩与壳体盖的焊接。
作为密封元件可以使用O形环或者密封圈。密封元件由塑料、优选热塑性弹性体制成，这随之带来特别好的密封特性。
为了提供一件式的部件，密封元件可以浇铸到罩中或者粘接到罩中。
根据本发明的另一个特征设置，罩两件式地构造并且具有与壳体盖焊接的第一部分以及与第一部分轴向间隔开的第二部分，其中，在第一部分与第二部分之间构造有弹性构造的连接桥。根据该设计允许罩的第二部分沿轴向方向、也即沿罩的高度方向执行相对于罩的第一部分、也即与罩的壳体盖焊接的部分的相对运动。罩的第二部分的相对可运动性能够以有利的方式实现长度均衡，这有助于避免壳体盖上的所谓白色裂纹。
在电池组的生命周期过程中通过晶间腐蚀可能出现正片沿高度方向的生长。基于此，正片的连接极从下面相对于壳体盖按压。这可能导致所谓的白色裂纹，所述白色裂纹涉及在显微镜下小的区域，所述区域的边界面借助各个极端拉伸的材料强度桥接并且所述区域可通过乳白色的变色识别。白色裂纹就此而言是材料的预先存在的缺陷并且可能是完全的材料裂纹的开始。为了在此进行反作用，借助本发明提出罩的两件式构型。在此，罩的两部分通过弹性构造的连接桥相互耦合。该弹性的连接桥在运行情况下能够实现沿垂直定向的高度均衡，因此正片的极能够在避免白色裂纹的情况下游离出来(auswandern)。
根据本发明的另一个特征，所述罩旋转固定地设置在所述连接极上。这保护连接极以免可能的桥断裂，尤其是在构造相应的用于连接线缆接触的拧紧的情况下。
通常为了连接线缆在相应地所属的极上的接触而设置，该连接线缆与极拧紧。该拧紧在施加例如20Nm的转矩的情况下实现。用于螺钉的底座构成极或者由极容纳的由有色材料制成的螺纹套筒。该极在其侧支撑在桥上并且因此支撑在所属的电极片上，其中，电极片与桥的连接仅仅通过相应的垂片实现，所述垂片是特别的弱点。在连接线缆借助极上的所属的螺钉正常固定的情况下，尤其在相对窄的电池组——也即仅仅具有少的电极片的电池组的情况下可能发生：各个电极片的与桥连接的垂片在转矩引入的时刻可能弯曲或者甚至断裂。为了避免该问题，借助本发明提出，将罩旋转固定地设置在极上。该旋转固定的设置确保，在旋入连接螺钉用于连接线缆的连接的情况下所引入的转矩通过罩与极的旋转固定的接触引入罩中并且从那出来通过焊接引入到壳体盖中。因此克服了垂片和/或桥在某些情况下断裂的危险。
罩和极的旋转固定的连接例如可以通过以下方式构造，所述罩具有沿罩高度方向延伸的狭缝，极的类似于剑构造的突起部嵌接到所述狭缝中。因此构造在一方面罩与另一方面极之间的形状锁合的连接，所述连接能够传递转矩，从而能够实现导出到壳体盖或者与壳体盖焊接的壳体盒中。在此，在极上的类似于剑的突起部的构造还具有以下优点：该突起部在已经预先描述的COS方法的范围内也可以被构造。
借助本发明总体上提出一种设计，所述设计能够实现相对于现有技术明显改善的极密封，并且这在同时应用用于极制造的COS方法的情况下，由此允许待简单实施的和价格有利的制造方法的应用。
附图说明
本发明的其他特征和优点由下面根据附图的描述得出。在此示出：
图1以示意性剖面图示出根据本发明的电池组电池；
图2以部分侧剖视图示出配备有罩的连接极；
图3以示意性侧视图示出根据图2的连接极；
图4以示意性侧视图示出根据图2的罩；
图5根据切割线V-V以侧剖视图示出根据图4的罩；
图6以示意性侧视图示出根据图4的罩，更确切地说，相对于图4旋转了90°；
图7以示意性侧视图示出密封元件；
图8根据切割线VIII-VIII以侧剖视图示出根据图7的密封元件；
图9以示意性详细透视图示出安装状况。
具体实施方式
图1示意性地示出根据本发明的电池组电池1的多个剖视图。
电池组电池1具有壳体2。所述壳体一方面具有壳体盒4并且具有在最终装配状态中流体密封地封闭壳体盒4的壳体盖5。壳体盒4和壳体盖5优选相互焊接。
在壳体2内设置有电极片堆叠3。电极片堆叠由一方面相互交替设置的正电极片6和另一方面负电极片7组合。电极片6或者7在盖侧具有连接垂片，其中，所述正电极片6提供垂片8并且负电极片7提供垂片9。借助相应公共的桥10或者11，垂片8或者9相互电耦合。每个桥10或者11承载连接极12或者13，其中，负电极片7的桥11承载负连接极12并且正电极片6的桥10承载正连接极13。
连接极12和13紧抓穿过壳体盖5中的相应的开口26，从而所述相应的开口对于在壳体2之外的连接接触可访问。在所示实施例中，未详细示出的接线的连接端14与连接极12或者13分别拧紧，为此目的，连接极12和13提供在图1中未详细可看出的螺纹套筒15。
为了流体密封的极紧抓穿过，连接极12或者13根据本发明承载罩17，所述罩在极侧提供密封元件22并且在壳体盖侧与壳体盖5焊接，所述壳体盖从图2至9的概览的细节得出事物关联性。
图2使得能够看出连接极12或者13。该连接极由铅材料浇铸。在铅材料中浇铸进由有色金属制成的螺纹套筒15。螺纹套筒15用于容纳连接螺钉，所述连接螺钉用于连接极12或者13与由引导电流的线缆提供的连接端14的电接触。
连接极12或者13承载置于其上的罩17。罩17由塑料材料、优选聚丙烯制成。罩17旋转固定地设置在极12或13上，这通过以下方式实现：极12或者13具有径向延伸的突起部16，所述突起部在所示实施例中根据箭的类型构造。突起部16形状锁合地嵌接到由罩17提供的狭缝18中。
图3使得能够识别突起部16的构型的细节。
图4至6示出罩17的细节。如由这些图得出的那样，罩17具有第一部分24和第二部分25。第二部分25在最终装配的状态中在头侧靠触所属连接极12或者13。所述第二部分提供开口19，用于置入到螺纹套筒15中的连接螺钉能够引导穿过该开口。
罩17的第一部分24在周向侧提供环绕的支撑接片20。在最终装配的状态中，壳体盖5以其内侧支撑在由支撑接片20提供的支撑面21上。
罩17在最终装配的状态中容纳环形的密封元件22，如这尤其由根据图5的示图得出的那样。在此，密封元件22在罩17的内侧位置可靠地靠触环绕的凸肩23。
密封元件22在图7和8中详细地示出。该密封元件优选由塑料、更确切地说由热塑性弹性体制成。
图9使得能够看出安装状况。罩17翻转到连接极12或者13上。罩以其第二部分25在头侧位置可靠地靠触连接极12或者13并且螺纹套筒15紧抓穿过由罩17的第二部分25提供的开口19。优选以连接极12或者13一件式构造的突起部16嵌接到由罩17的第二部分25提供的狭缝18中，因此罩17旋转可靠地靠触连接极12或者13。
由罩17的第一部分24容纳的密封元件22靠触连接极12或者13，因此提供流体密封的封闭。
在外周向侧由罩17的第二部分25提供的支撑接片20靠触在壳体盖5的内侧构造的辊环27，其中，支撑接片20与辊环27流体密封地连接、优选焊接。
基于一方面设置在连接极12或者13与罩17之间的密封元件22和另一方面罩17的支撑接片20与壳体盖5的辊环27的焊接，实现了极12或者13整体上流体密封地并且因此电解质密封地引导穿过壳体盖5中的所属开口26。
在所示实施例中，罩17的第一部分24和第二部分25构成一件式的部件。对于该构型替代地可以设置，罩17的第一部分24和第二部分25分别作为单独的部件构造并且在中间设置弹性构造的连接桥的情况下轴向相互间隔开地相互耦合。这样的构型带来以下优点：罩17的上方的、第二部分25能够沿罩高度方向游离出来，也即，能够相对于第一部分24或者相对于壳体盖5运动。这在避免白色裂纹的情况下允许正连接极12在符合规定的应用情况中不可避免的扩大。
根据本发明的构型的特别优点是，一方面在连接极的相对定向方面的与另一方面在壳体盖5或者由壳体盖提供的开口26的相对定向方面的可能的几何公差不由密封元件22补偿，而是通过罩17的位置补偿。因此，借助密封元件22保证了连接极12或者13相对于罩17的持久可靠的密封。
附图标记列表
1电池组18狭缝
2壳体19开口
3电极片堆叠20支撑接片
4壳体盒21支撑面
5壳体盖22密封元件
6正电极片23凸肩
7负电极片24第一部分
8垂片25第二部分
9垂片26开口
10桥27辊环
11桥
12负连接极
13正连接极
14连接端
15螺纹套筒
16突起部
17罩。

Claims (8)

1.一种用于电池组、尤其电动车电池组的电池组电池，所述电池组电池具有在一侧敞开的壳体盒（4）和流体密封地封闭所述敞开的壳体盒侧面的壳体盖（5）以及具有设置在所述壳体盒（4）中的电极片堆叠（3），所述电极片堆叠具有由铅材料制成的连接极（12，13），所述连接极紧抓穿过由所述壳体盖（5）提供的开口（26），其特征在于，所述连接极（12，13）承载由塑料制成的罩（17），在一方面罩（17）与另一方面连接极（12，13）之间设有密封元件（22），其中，所述密封元件（22）在所述罩（17）的内侧面位置可靠地靠触环绕的凸肩（23），所述罩（17）在外周向侧具有环绕的支撑接片（20），所述壳体盖（5）支撑在所述支撑接片上，其中，所述罩（17）和所述壳体盖（5）在支撑接片（20）和壳体盖（5）的接触区域中相互焊接并且在所述连接极（12，13）的铅材料中浇铸有由有色材料制成的螺纹套筒（15），所述螺纹套筒用于容纳引导穿过由所述罩（17）提供的开口（19）的连接螺钉。
2.根据权利要求1所述的电池组电池，其特征在于，所述罩（17）由塑料、优选聚丙烯制成。
3.根据权利要求1或2所述的电池组电池，其特征在于，所述密封元件（22）由塑料、优选热塑性弹性体制成。
4.根据以上权利要求中任一项所述的电池组电池，其特征在于，所述罩（17）两件式地构造并且具有与所述壳体盖（5）焊接的第一部分（24）以及与所述第一部分（24）轴向间隔开的第二部分（25），其中，在所述第一和第二部分（24，25）之间设置有弹性构造的连接桥。
5.根据以上权利要求中任一项所述的电池组电池，其特征在于，所述罩（17）旋转固定地设置在所述连接极（12，13）上。
6.根据权利要求5所述的电池组电池，其特征在于，所述罩（17）具有沿罩高度方向延伸的狭缝（18），由所述连接极（12，13）提供的突起部（16）嵌接到所述狭缝中。
7.根据权利要求6所述的电池组电池，其特征在于，所述突起部（16）与所述连接极（12，13）一件式地构造。
8.一种电动车电池组，所述电动车电池组具有多个相互连接的根据权利要求1至7所述的电池组电池（1）。
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