CN106536264A - 蓄能器、用于机动车的蓄能装置以及机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种蓄能器(1)，包括壳体件(2)，在该壳体件中设置有至少一个电蓄能单元(4)以及至少一个电连接元件(11)，其中，电蓄能单元(4)借助于至少一个电连接元件(11)与设置或构成在壳体件(2)的至少一个暴露的外壁部段上的外部的电连接机构(12)电连接，其中，所述至少一个电连接元件(11)至少部分地被至少一个电磁的衰减元件(13)包围，所述电磁衰减元件用于衰减电磁辐射。

Description

蓄能器、用于机动车的蓄能装置以及机动车
技术领域
本发明涉及一种蓄能器，包括壳体件，其中设置有至少一个电蓄能单元以及至少一个电连接元件，其中，电蓄能单元借助于至少一个电连接元件与设置或构成在壳体件的至少一个暴露的外壁部段上的外部电连接机构电连接。
背景技术
在机动车技术领域中已知的是，通过确定的构件发射的电磁辐射可以通过确定的电磁“耦合路径或干扰路径”、例如电导线连接从关于屏蔽电磁辐射的区域中出来。
相应构件特别是典型地包括多个电蓄能器的用于电气化驱动的功率电子装置或控制电子装置、机动车侧的蓄能装置，简称电池。后者典型地形成直到车辆主体或车辆车身的相应的电磁耦合路径或干扰路径。
过去用于降低电磁辐射或用于衰减或过滤电磁辐射的措施包含如下措施，即存在按照该措施典型地设置在相应功率电子装置或控制电子装置的区域中和/或在相应蓄能装置的区域中的衰减装置。衰减装置是单独的组件，该组件比较多地要求在机动车侧典型的、本来就紧窄的结构空间。
发明内容
因此本发明的任务在于，提出一种相比之下改善的蓄能器。
该任务通过开始所述类型的蓄能器解决，按照本发明该蓄能器的特征在于，该至少一个电连接元件至少部分由至少一个电磁衰减元件包围，该电磁衰减元件用于衰减电磁辐射。
本发明因此涉及一种特别方案用于实现用于衰减或过滤电磁辐射的措施并且设置为将适合用于电磁辐射的衰减或滤波的机构集成在蓄能器中。在按照本发明的蓄能器中因此集成有至少一个适用于衰减或过滤电磁辐射的措施。
该措施通过电磁的衰减元件实现，该电磁的衰减元件在结构上如此构成或实现，即该电磁的衰减元件适合衰减或过滤电磁辐射。电磁辐射的衰减或过滤特别也可以理解为导出和/或降低电磁辐射或电磁干扰。
一般地，此外简称为衰减元件的电磁的衰减元件可以是电感、电阻、特别是阻抗，例如以EMV芯或铁氧体芯的形式，或者是电容，或者衰减元件可以包括相应构件。换言之，衰减元件因此一般用于实现集成在相应蓄能器中的用于电磁兼容性(EMV)的措施，简称EMV措施，或者用于促进或提高电磁兼容性。
根据衰减元件的具体构成或状态，该衰减元件可以构成为用于衰减确定频率或确定频率范围的电磁辐射。如此例如可能的是，衰减元件适用于衰减具有在100kHz以上的频率、典型地在100kHz与1GHz之间的范围中的频率、特别是在100kHz与100MHz之间的范围中的频率的电磁辐射。自然也可以设有不同衰减元件，这些衰减元件分别衰减确定频率范围的电磁辐射，从而通过这样的衰减元件的多个总地可以实现在宽的频率范围中的电磁辐射的衰减。
本发明特别是基于如下，即，将存在于相应蓄能器内亦即存在于属于该蓄能器的典型为方形或棱柱形的壳体件内的、典型未使用的结构空间用于设置或集成至少一个相应衰减元件。该结构空间典型地通过相应的限定用于容纳至少一个蓄能单元的壳体件侧的容纳空间的壳体件侧的内壁部段和至少一个容纳在壳体件中或相应的壳体件侧的容纳空间中的蓄能单元产生。因此对于不同设置的蓄能器、亦即特别是根据相应的容纳在壳体件中的蓄能单元的数量和外形个案地规定或可个案地确定可用于集成相应的衰减元件的构造空间。
电磁衰减元件典型地设置在存在于壳体件的至少一个内壁部段与至少一个蓄能单元之间的结构空间中，该结构空间是至少部分地、特别是完全填充的。原则上应力求一个或多个衰减元件尽可能大范围地、亦即特别是完全填充该结构空间，这是因为如此改善电磁辐射的衰减。
总地来说实现一种高度集成的蓄能器，其具有至少一个设置在蓄能器侧的壳体件内的、并因此具有至少一个集成在蓄能器中的衰减元件。
该衰减元件至少部分地包围在设置在壳体件内的蓄能单元的相应内部的电连接机构与相应的设置或构成在壳体件的至少一个暴露的外壁部段上的外部电连接机构之间延伸的电连接元件。该电连接元件——其因此用于将相应的内部电连接机构与相应的外部电连接机构电接触或电连接——典型地是带式或轨道式的电的导线连接。电连接元件因此可以称为或看作导体轨道。
措辞“衰减元件至少部分包围电连接元件”并不强制性地理解为在包围的衰减元件与由该衰减元件至少部分包围的电连接元件之间的直接或间接接触。因此也可以在衰减元件与电连接元件之间形成自由空间；衰减元件在这因此既不机械地、也不电地接触或碰触电连接元件。自然地还可以考虑的是，电磁的衰减元件至少部分地接触该至少一个电连接元件。在衰减元件与电连接元件之间的接触可以直接或间接地、亦即在中间连接至少另一构件的情况下形成。在所有情况下，一个或多个衰减元件位于在蓄能器内或者在蓄能器侧的壳体件内。
按照本发明的蓄能器可视为包括多个、相互电连接的蓄能器的机动车用的电的蓄能装置的基本单元。这样的蓄能装置用于对机动车侧的负载供电，该负载例如是电气化的机动车侧的动力传动系或用作动力总成的机动车侧的电机。一般可以通过因此可称为或可认为电池的蓄能装置既给机动车侧的高压负载，又也给低压负载供电。高压负载和低压负载以有关标准定义。高压负载在机动车技术方面、特别是在混合动力和燃料电池技术和电动机动车方面典型地是这样的电负载，该负载在60伏特与1500伏特之间的直流电压范围中或者在30伏特与1000伏特之间的交流电压范围中运行。因此在相应较低的电压范围中运行的电负载是低压负载。
在蓄能器侧的壳体件内设置的蓄能单元是电化学结构单元，其典型地包括两个电极(阳极、阴极)、在这两个电极之间设置的隔离器和电解质。蓄能单元可以例如是锂电池单元。蓄能单元可以由至少一个例如以例如由塑料形成的薄膜形式的外壳元件包裹。电极典型地经由电极侧的电连接机构借助于至少一个电连接元件与设置或构成在壳体件的暴露的外壁部段上的外部电连接机构电连接。电极侧的电连接机构通常对应于前述的内部的电连接机构。
通过将至少一个衰减元件集成到蓄能器中——如上所述——实现了高度集成的组件，其衰减或过滤例如基于电流和/或电压波动的电干扰和与之相关的电磁辐射。由此同样排除或降低损害包括多个蓄能器的蓄能装置、简称电池的稳定性的可能性。
因此可以特别是关于通过包括蓄能装置的机动车给定的潜在的电磁干扰环境方面改善相应蓄能装置的抗干扰性。通过至少一个衰减元件并不影响蓄能装置或形成蓄能装置的蓄能器的功能或功率。
在第一实施形式中，衰减元件可以是由至少一种磁性材料形成的成型体。衰减元件在此可看作电感或阻抗。成型体典型地是烧结件，亦即借助于烧结工艺制造的构件。成型体的成型可以在制造的范围中、亦即在烧结工艺的范围中实现。在此原则上可实现具有任意几何形状的成型体。成型体可以因此在其空间立体的构型上与给定的蓄能器结构相关地、亦即特别是关于通过该蓄能器结构在壳体件内确定的结构空间情况个案地制造。
形成成型体的磁性材料例如是铁氧体或铁氧化合物，特别是锰-锌-铁氧体、示例性的组成形式MnaZn(1-a)Fe2O4或镍-锌-铁氧体、典型的组成形式NiaZn(1-a)Fe2O4。成型体可以因此称为或看作EMV芯或铁氧体芯。
成型体有利地如此构造或设计，使得该成型体沿电连接元件的纵向和/或沿其周向方向至少部分包围该至少一个电连接元件的外周部。相应地在一般形式上并因此原则上也适用于衰减元件。如所提及的那样，根据蓄能器、亦即特别是存在于壳体件内的结构空间提供的结构状况选择成型体和进而衰减元件的几何构型。原则上应力求成型体或衰减元件尽可能既沿纵向方向、亦即沿电连接元件的纵向延伸的方向又沿周向方向完全包围电连接元件。
如所述，可个案地制造原则上与给定的蓄能器结构有关的、亦即特别是关于由该蓄能器结构在壳体件内存在的结构空间上确定提供的要选择的空间立体构型的成型体。由此产生：成型体原则上可以具有任意的横截面几何形状。成型体可以因此具有例如至少部分圆形和/或至少部分有角的横截面。成型体可以因此例如构成为环或空心柱体或长方体或形成有可能中断的、环形的或柱形的或方形的基本形状。相应的间断的环形或柱形或方形的基本形状引起例如C形或U形的横截面几何形状。自然原则上也可以考虑其他横截面几何形状。
在第二实施形式中，衰减元件构成为电容器或者包括至少一个电容器。衰减元件在此可看作电容。虽然如所述原则上在衰减元件与电连接元件之间的物理机械的接触不是强制必要的，但是在该实施形式中典型地在电连接元件与衰减元件、亦即电容器之间实现电接触。
自然可能的是，不仅可设有按照第一实施形式的衰减元件而且可设有按照第二实施形式的衰减元件。
本发明此外还涉及一种用于机动车的蓄能装置。蓄能装置包括多个、相互电连接、亦即典型地串联连接的蓄能器。蓄能装置的至少一个蓄能器是如上所述的蓄能器，亦即具有至少一个相应的衰减元件的蓄能器。蓄能装置特别是用于给不同的机动车侧的电负载供电的可充电电池。蓄能装置因此特别是连接到机动车的车载电网中。蓄能器相关的全部实施方案类似地适用于蓄能装置。
所述蓄能器的特别的优点结合相应的蓄能装置显现。该优点在于，蓄能装置可以按照要求或适宜地配备传统的蓄能器和根据按照本发明原理的蓄能器。自然也可以考虑的是，利用至少一个根据按照本发明原理的蓄能器改装现有的蓄能装置。无论如何可以实现，按照要求或适宜地衰减或过滤电磁辐射。特别是通过蓄能器的数量和设置可以影响衰减或过滤的度量和定位。
此外本发明还涉及一种包括至少一个相应的蓄能装置的机动车。蓄能器相关的以及蓄能装置相关的全部实施方案类似地适用于机动车。
附图说明
本发明另外的优点、特征和细节在下文中所述的实施例以及根据附图得到。在此示出：
图1-3分别示出按照本发明一实施例的蓄能器的原理图；以及
图4示出按照本发明的一实施例的机动车侧的蓄能装置的原理图。
具体实施方式
图1-3分别示出按照本发明的一实施例的电蓄能器1的原理图。在此图1示出蓄能器的透视图；图2示出按照在图1中示出的剖面线II-II剖开的蓄能器1的竖直截面；而图3示出按照在图1中示出的剖面线III-III剖开的蓄能器1的水平截面。
蓄能器1包括方形的壳体件2。该壳体件2例如由铝或铝化合物制成。壳体件2在其内部中、亦即通过相应的内壁部段限定同样方形的容纳空间3(参见图2、3)，该容纳空间用于容纳至少一个蓄能单元4。在容纳空间3中因此可以容纳至少一个、特别是同样为方形的、并进而是棱柱形的蓄能单元4。
蓄能单元4包括——特别是由图2可见——多个、特别是电化学的功能构件。其中包括特别是以阳极和阴极形式的两个电极5、6、在电极5、6之间设置的隔离器7以及电解质8。蓄能单元4的功能构件容纳在外壳元件9中，该外壳元件由通过塑料形成的薄膜制成。可以考虑的是，多个以所述方式设置的相应的功能构件位于外壳元件9内。因此在图2中示出的蓄能单元4的视图是纯示意的。
对于所有情况都适用的是下，蓄能单元4具有电连接机构10，其此外称作内部的电连接机构10。该内部的电连接机构10经由相应的轨式电连接元件11与设置或构成在壳体件2的暴露的外壁部段上的外部的电连接机构12电连接。暴露的外壁部段在图中示出的实施例中通过壳体件2的上侧给定。
电连接元件11分别被横截面看去是环形的并且进而是空心柱形的衰减元件13包围，该衰减元件用于衰减或过滤电磁辐射。在此可以分别在衰减元件13与由该衰减元件包围的电连接元件11之间设置接触。然而这不是强制需要的。
衰减元件13在此不仅沿纵向方向而且沿周向方向完全包围相应的电连接元件11，这是因为在壳体件2内存在的、未使用的结构空间允许这样。如果在壳体件2内存在的、未使用的结构空间——其一般是壳体件侧的容纳空间3的子空间——更小或更大，那么相应的衰减元件13在其空间立体构型上可以具有其他尺寸。
原则上可力求，衰减元件13完全填满存在于在壳体2的限定容纳空间3的内壁部段与设置在容纳空间3中的蓄能单元4之间的未使用的结构空间。
衰减元件13设置为由磁性材料、亦即特别是铁氧体、典型为Fe2O3形成的成型体。在此是烧结件，其借助于烧结工艺制造。典型地在烧结工艺的范围中同样实现成型体或衰减元件13的成型。
原则上也可以考虑的是，衰减元件13构成为电容器，其中可在电连接元件11与衰减元件13之间设置电接触。
图4示出按照本发明的一实施例的机动车侧的蓄能装置14的原理图。蓄能装置14一般用于为机动车侧的不同的、亦即安装在机动车(未示出)上的电负载(未示出)供电。蓄能装置14在此用于例如为至少一个用作机动车的动力总成的电机(未示出)、亦即电动机供电。在因此称为或看作高压电池的蓄能装置14与电机之间典型地连接有控制电子装置(未示出)用于控制电机的功率消耗。
蓄能装置14包括多个相互电连接的、亦即串联连接的蓄能器1。确定的蓄能器1在此可以根据在图1-3中示出的实施例构成。其他蓄能器可以传统地、亦即以没有集成的衰减元件13的方式构成。全部用于形成蓄能装置14的蓄能器1固定在框架式的固定装置15中。
通过相应的衰减元件13在蓄能器1中的集成实现高度集成的组件，该组件例如衰减或过滤基于电流波动和/或电压波动的电干扰和与此相关的电磁辐射。由此同样排除或降低损害蓄能装置14的稳定性的可能性，而无需对该蓄能装置进行构造上的变化。
因此，蓄能装置14的抗干扰性可以特别是在关于通过包括该蓄能装置14的机动车给定的潜在的电磁的干扰环境方面得到改善。通过衰减元件13并不产生对蓄能装置14或形成该蓄能装置的蓄能器1的功能或功率的损害。

Claims (13)

1.一种蓄能器(1)，包括壳体件(2)，在该壳体件中设置有至少一个电蓄能单元(4)以及至少一个电连接元件(11)，其中，电蓄能单元(4)借助于至少一个电连接元件(11)与设置或构成在壳体件(2)的至少一个暴露的外壁部段上的外部电连接机构(12)电连接，其特征在于，所述至少一个电连接元件(11)至少部分被至少一个电磁的衰减元件(13)包围，所述电磁衰减元件用于衰减电磁辐射。
2.根据权利要求1所述的蓄能器，其特征在于，电磁的衰减元件(13)设置在存在于壳体件(2)的至少一个内壁部段与至少一个蓄能单元(4)之间的结构空间中，该结构空间被至少部分地、特别是完全地填充。
3.根据权利要求1或2所述的蓄能器，其特征在于，电磁的衰减元件(13)不接触或至少部分接触所述至少一个电连接元件(11)。
4.根据上述权利要求之一所述的蓄能器，其特征在于，所述电磁的衰减元件(13)是由至少一种磁性材料制成的成型体。
5.根据权利要求4所述的蓄能器，其特征在于，所述磁性材料是铁氧体或铁氧化合物，特别是锰-锌-铁氧体或镍-锌-铁氧体。
6.根据权利要求5所述的蓄能器，其特征在于，所述成型体沿纵向方向和/或沿周向方向至少部分地包围所述至少一个电连接元件(11)的外周。
7.根据权利要求5或6所述的蓄能器，其特征在于，所述成型体具有至少部分圆形和/或至少部分有角的横截面。
8.根据权利要求7所述的蓄能器，其特征在于，所述成型体构成为具有可能中断的、环形的或柱形或方形的基本形状的环或空心柱体或长方体。
9.根据上述权利要求之一所述的蓄能器，其特征在于，所述电磁的衰减元件(13)构成为电容器或者包括至少一个电容器。
10.根据上述权利要求之一所述的蓄能器，其特征在于，壳体件(2)构成为方形。
11.根据上述权利要求之一所述的蓄能器，其特征在于，蓄能单元(4)包括至少两个电极(5、6)、至少一个在至少两个电极(5、6)之间设置或构成的隔离器(7)和至少一个电解质(8)，其中电极(5、6)经由电极侧的电连接机构(10)借助于至少一个电连接元件(11)与设置或构成在壳体件(2)的暴露的外壁部段上的外部的电连接机构(12)电连接。
12.一种用于机动车的蓄能装置(14)，包括多个蓄能器，其中至少一个蓄能器(1)是根据上述权利要求之一所述的蓄能器(1)。
13.一种机动车，包括至少一个根据权利要求12所述的蓄能装置(14)。
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