CN106469793A - 蓄能装置、机动车和用于制造蓄能器容纳装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种特别用于机动车的蓄能装置，该蓄能装置包括蓄能器容纳装置(2)和蓄能器(5)，所述蓄能器容纳装置(2)具有多个各用于一个蓄能器(5)的盆状的容纳部分(3)，所述蓄能器(5)容纳在容纳部分(3)中，该蓄能器具有正电极(6)和负电极(7)，其中每个蓄能器(5)的电极(7)之一与容纳相应蓄能器(5)的容纳部分(3)导电接触，所有蓄能器(5)的与蓄能器容纳装置(2)接触的电极(7)经由蓄能器容纳装置(2)导电连接。

Description

蓄能装置、机动车和用于制造蓄能器容纳装置的方法
技术领域
本发明涉及一种特别是用于机动车的蓄能装置。
背景技术
用于电动车辆的能够提供功率的蓄能装置近期进入到汽车工业的研发的焦点中。在此典型地选择如下结构，其中确定数量的蓄能器单元例如经由汇流排相互并联连接，以便实现其蓄能能力的相加。这些并联连接的蓄能器单元中的多个紧接着串联连接用于产生期望的输出电压。
为此应用的蓄能器单元分别是自身封闭的单元，其中原本的包括由正电极和负电极组成的类型有关的装置的蓄能器容纳到蓄能器单元壳体中。在蓄能器单元内设有与蓄能器单元壳体的导电的内触点和与蓄能器单元的极连接端的另外的内触点。在两个蓄能器单元的并联连接的情况下，其蓄能器因此经由其内触点和为了连接在一起而需要的外触点在汇流排与蓄能器单元壳体或极连接端之间连接。
然而这些电触点中的每个具有电阻，在该电阻上存在电势降。由此产生的损耗是相当大的。此外多个触点引起提高的空间要求和制造过程的较大的复杂性。由此伴随的故障风险和成本最后导致在常规蓄能器装置的运行中巨大的效率损耗。
发明内容
因此作为本发明基础的任务在于，提供相比之下改善的蓄能装置。
为了解决该任务，按照本发明提供一种特别是用于机动车的蓄能装置，该蓄能装置包括蓄能器容纳装置和蓄能器，该蓄能器容纳装置具有多个各用于一个蓄能器的盆状的容纳部分，而蓄能器容纳在该容纳部分中，该蓄能器分别具有正电极和负电极，其中每个蓄能器的电极之一与容纳相应蓄能器的容纳部分导电接触，所有蓄能器的与蓄能器容纳装置接触的电极经由蓄能器容纳装置导电连接。
因此按照本发明提出，设有蓄能器容纳装置，该蓄能器容纳装置具有多个盆状的容纳部分，该容纳部分分别设定用于容纳具有正电极和负电极的蓄能器。在此蓄能器的同极的电极、优选负极与容纳相应蓄能器的容纳部分导电接触，由此这些电极经由蓄能器容纳装置相互导电连接。蓄能器因此直接在没有包围电极的壳体的情况下容纳到蓄能器容纳装置中。因此可以省去用于每个蓄能器的单独的壳体。对于蓄能器的并联连接需要的在同极电极之间的连接经由蓄能器容纳装置实现并且可以已经在蓄能装置的制造过程中产生。优选地按照本发明的蓄能装置应用在机动车中，其中蓄能装置同样可以安装在其他具有要供电的用电器的陆上交通工具中，如轨道车辆中以及应用在飞行器、宇宙飞行器或船舶中。此外但是也可以考虑另外的静态的应用目的，例如在建筑物中，例如作为用于对低压电网供电的缓冲蓄能器。
因此有利地取消了特别是传统设定的汇流排，从而取消用于建立并联连接的外触点。由此产生的电阻因此减小并且能实现蓄能装置的有效得多的运行。再者避免在建立外触点时的工艺风险，从而可以特别实现蓄能装置的不太容易出错的运行。
在按照本发明的蓄能装置中可以尤其有利地设定，蓄能器容纳装置具有多个单独构成的分别用于单个的蓄能器的容纳部分。因此给每个蓄能器配置单独的盆状的容纳部分，从而蓄能器容纳装置从横截面看来完全包围每个蓄能器。对此备选地可以设定，蓄能器容纳装置具有针对所有蓄能器的多个组合构成的容纳部分。在该情况下，蓄能器设置在蓄能器容纳装置中的共同的、组合的空间中，该蓄能器容纳装置从横截面看来仅仅部分地包围每个蓄能器。
在按照本发明的蓄能装置中特别适宜的是，蓄能器的与蓄能器容纳装置接触的电极分别与容纳该蓄能器的容纳部分的底部接触。如果这些电极基于蓄能器的结构形式在容纳状态下无论如何接近底部设置，如此可以实现特别短的接触路径并因此实现特别小的接触电阻。
此外对于按照本发明的蓄能装置的尽可能简单的制造特别有利的是，蓄能器容纳装置一件式地通过板件的深冲方式制造。盆状的容纳部分因此作为一个或多个凹处形成在设定为原材料的板件中。这样的蓄能器容纳装置也可以多件数地、低成本地制造，从而实现蓄能装置的特别有效的制造。
在一设计方案备选中可以有利地设定，设有电气绝缘封闭容纳部分的盖件，该盖件具有将蓄能器的不与蓄能器容纳装置接触的电极相互导电连接的连接部分。这样的盖件具有连接部分，该连接部分与每个蓄能器的未与蓄能装置接触的电极、特别是正电极导电连接。盖件在此自然不与蓄能器容纳装置导电连接，以便阻止短路。出于该目的，盖件可以特别是在如下区域中具有绝缘部分，在该区域中盖件接触蓄能器容纳装置。在此特别优选的是，盖件以完全覆盖盆状的容纳部分的所有开放区域的方式安置在蓄能器容纳装置上。在此连接部分适宜地直接与连接部分要接触的电极面对面地设置，从而在该电极上有利地实现特别短的接触路径。通过盖件使全部蓄能器并联连接，从而蓄能装置可以经由相应在盖件和蓄能器容纳装置的连接部分上设定的连接端单个地运行或者与另外的按照本发明的蓄能装置串联连接地运行。
备选于盖件，该盖件具有将电极相互导电连接的连接部分，可以在按照本发明的蓄能装置中有利地设定，对于每个容纳部分分别设有将容纳部分相对于蓄能器容纳装置电绝缘地封闭的盖件，该盖件具有连接部分，该连接部分同不与蓄能器容纳装置接触的电极导电连接。在该设计方案备选中，每个容纳部分都借助于盖件封闭，该盖件具有用于与盖件侧的、特别是正电极接触的连接部分。在此盖件优选分别设置在要封闭的容纳部分的内边缘上，其中盖件具有相对于蓄能器容纳装置的、例如环形绝缘部分的绝缘件。在连接部分上可由外部直接抽取与连接部分接触的电极的电位。
最后可以在按照本发明的蓄能装置中特别有利地设定，容纳部分的几何形状分别至少部分地相应于容纳到容纳部分中的蓄能器的几何形状。因此实现容纳部分的尽可能有效的空间利用。在此特别优选的是，蓄能器构成为特别是18650型的圆柱形的圆形电池的电池组。容纳部分则分别圆柱形地形成并且完全容纳蓄能器。
此外本发明涉及一种机动车，包括至少一个按照本发明的蓄能装置。特别是至少一个蓄能装置可以设定用于对机动车的驱动装置或另外的用电器供电。此外特别优选的是，设有多个相互串联连接的蓄能装置。
此外本发明涉及一种用于制造用于按照本发明的蓄能装置的蓄能器容纳装置的方法，其中通过板件的深冲方式形成多个分别用于容纳蓄能器的容纳部分。如上所述，如此也可以特别有利地实现蓄能器容纳装置以大件数的方式制造。
在按照本发明的方法的范围中特别优选的是，板件的非设定用于容纳部分的区域相比于板件的设定用于容纳部分的区域具有较小的材料厚度。板件在此已经如此预处理，使得用于构成容纳部分的深冲方式的工具压入的区域具有相应的材料厚度，从而一个或多个容纳部分可以形成需要的深度。在此特别优选的是，板件是“Taylored Blank”(定制的板坯)，该定制的板坯特别是由于以相应轧制方法的处理具有不同材料厚度的区域。
此外可以在按照本发明的方法中设定，分别针对单个的蓄能器单独地形成容纳部分或者针对所有蓄能器组合地形成容纳部分。
最后可以有利地设定，容纳部分分别至少部分地以如下几何形状形成，该几何形状相应于容纳到该容纳部分中的蓄能器的几何形状。
用于按照本发明的蓄能装置的全部实施方案可以类似地转用到按照本发明的机动车和按照本发明的方法，从而以此也可以实现已述优点。
附图说明
本发明另外的优点和细节由在下文中所述的实施例以及根据附图得到。在此示出：
图1示出蓄能装置的一实施例的纵截面；
图2示出蓄能装置的容纳部分的细节视图；
图3示出蓄能装置的俯视图；
图4示出蓄能装置的另一实施例的纵截面；
图5示出蓄能装置的另一实施例的俯视图；以及
图6示出在用于制造蓄能器容纳装置的方法的范围中应用的板材。
具体实施方式
图1至图3示出蓄能装置1的实施例，该蓄能装置包括具有盆状的容纳部分3的蓄能器容纳装置2，该容纳部分3借助于盖件4封闭并且分别容纳蓄能器5。
图1示出蓄能装置1的纵截面。蓄能器5具有一个正电极6和负电极7。负电极7在此分别借助于接触突出部8导电接触在容纳蓄能器5的容纳部分3的底部9上。每个蓄能器5的正电极6同样具有接触突出部10，接触突出部10将正电极6与盖件4的连接部分11导电接触。
盖件4安置在蓄能器容纳装置2上，其中盖件4的接触蓄能器容纳装置2的区域通过绝缘部分12与该蓄能器容纳装置2电绝缘。由此阻止在蓄能器容纳装置2与连接部分11的不同静电电位之间的短路。
图2示出具有容纳在容纳部分中的蓄能器5的容纳部分3的细节视图。该蓄能器例如是18650型的锂离子基的圆形电池的电池组。电池组5包括正电极6和负电极7，这两个电极层状地、相应地被隔片13、14隔离地设置。不仅在电池组的底侧的而且与底部9对置的端部上该蓄能器分别具有绝缘件15、16。接触突出部8与负电极7以及接触突出部10与正电极6的连接没有进一步示出。
图3示出蓄能装置1的俯视图，其中省去盖件4的显示。容纳部分3清楚地形成为圆柱形并且因此相应于容纳在容纳部分中的、构成为电池组的蓄能器5的几何形状。此外容纳部分3单独地构成并且分别仅仅容纳唯一的蓄能器5。
蓄能装置1因此实现蓄能器5的经由蓄能器容纳装置2和连接部分11的并联连接。为了蓄能装置1连接到用电器上或为了多个蓄能装置1连接在一起，可以抽取出/分接出在蓄能器容纳装置2上的负静电电位和连接在盖件4的连接部分11上的正静电电位。因为正电极6和负电极7仅仅借助于接触突出部8、10连接到实现并联连接的部件上，所以相比于在多个蓄能器单池的常规设置中产生关于该抽取部的显著更小的电阻，该多个蓄能器单元借助于汇流排并联连接。
图4示出蓄能装置1的另一实施例的纵截面，该蓄能装置1相应于在图1中示出的蓄能装置，其中然而每个容纳部分3通过单个盖件4封闭。在此每个盖件4具有连接部分11，该连接部分借助于接触突出部10与容纳在容纳部分3中的蓄能器5的正电极6导电接触。每个盖件4的连接部分11由绝缘环17包围，该绝缘环将连接部分11与容纳部分3电绝缘。
图5示出蓄能装置1的另一实施例的俯视图，其中省去盖件4的显示。蓄能装置1的蓄能器容纳装置2包括两个组合构成的容纳部分3，该容纳部分3分别容纳一个蓄能器5。容纳部分3因此形成一个共同的空间，从而蓄能器容纳装置2从横截面看去仅仅部分地包围蓄能器5。蓄能装置1优选用于在机动车中提供电能，特别是用于部分或完全地对电动驱动机组供电。同样可以考虑的是用于其他陆上交通工具中，如铁路或用于飞行器、宇宙飞行器或船舶中。此外蓄能装置也可以用于静态情景中，例如作为建筑物中的缓冲蓄能器，该建筑物的低压电网是可分散供电的。
图6示出板件18的截面侧视图，该板件用于制造在图1至图4中示出的蓄能器容纳装置2。在此通过深冲方式将多个容纳部分3形成到板件18中。为此板件在未设定用于容纳部分3的区域19中相比于在设定用于容纳部分3的区域20中具有较小的材料厚度。通过借助于未进一步示出的工具沿示出的箭头的方向的力施加到区域20上，使容纳部分3单独地形成在板件18中，其中容纳部分3的几何形状相应于容纳在该容纳部分中的蓄能器5的几何形状。为了如在图5中所示那样形成组合的容纳部分3，以相应工具实施前述方法，其中相应选择区域20的形状。

Claims (12)

1.一种蓄能装置，包括蓄能器容纳装置(2)和蓄能器(5)，所述蓄能器容纳装置(2)具有多个各用于一个蓄能器(5)的盆状的容纳部分(3)，所述蓄能器(5)容纳在容纳部分(3)中，该蓄能器具有正电极(6)和负电极(7)，其中每个蓄能器(5)的电极(7)之一与容纳相应蓄能器(5)的容纳部分(3)导电接触，所有蓄能器(5)的与蓄能器容纳装置(2)接触的电极(7)经由蓄能器容纳装置(2)导电连接。
2.根据权利要求1所述的蓄能装置，其特征在于，蓄能器容纳装置(2)具有多个分别针对单个蓄能器(5)单独构成的容纳部分(3)，或者蓄能器容纳装置具有多个针对所有蓄能器(5)的组合构成的容纳部分(3)。
3.根据权利要求1或2所述的蓄能装置，其特征在于，蓄能器(5)的与蓄能器容纳装置(2)接触的电极(7)分别与容纳该蓄能器的容纳部分(3)的底部(9)接触。
4.根据上述权利要求之一所述的蓄能装置，其特征在于，蓄能器容纳装置(2)一件式地通过板件(18)的深冲方式制造。
5.根据上述权利要求之一所述的蓄能装置，其特征在于，设有电绝缘地封闭容纳部分(3)的盖件(4)，该盖件具有连接部分(11)，该连接部分(11)将蓄能器(5)的不与蓄能器容纳装置(2)接触的电极(6)相互导电连接。
6.根据权利要求1至4之一所述的蓄能装置，其特征在于，对于每个容纳部分(3)分别设有将容纳部分(3)相对于蓄能器容纳装置(2)电绝缘地封闭的盖件(4)，该盖件具有连接部分(11)，该连接部分同不与蓄能器容纳装置(2)接触的电极(6)导电连接。
7.根据上述权利要求之一所述的蓄能装置，其特征在于，容纳部分(3)的几何形状分别至少部分地相应于容纳到该容纳部分(3)中的蓄能器(5)的几何形状。
8.一种机动车，包括至少一个根据上述权利要求之一所述的蓄能装置(1)。
9.用于制造用于根据权利要求1至8之一所述的蓄能装置(1)的蓄能器容纳装置(2)的方法，其中通过板件(18)的深冲形成多个容纳部分(3)用于分别容纳蓄能器(5)。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，板件(18)的并非用于容纳部分(3)的区域(19)相比于板件(18)的用于容纳部分(3)的区域(20)具有较小的材料厚度。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，分别针对单个的蓄能器(5)单独地形成容纳部分(3)；或者针对所有蓄能器(5)组合地形成容纳部分。
12.根据权利要求9至11之一所述的方法，其特征在于，容纳部分(3)至少部分地以如下几何形状形成，该几何形状相应于容纳到该容纳部分中的蓄能器(5)的几何形状。
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