專利名稱：用于機(jī)動(dòng)車的電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車的電池。
背景技術(shù)：
為給電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供給能量，使用具有高功率密度的高壓電池。為達(dá)到期望的高的端電壓，在這種電池中多個(gè)電化學(xué)單元電池串聯(lián)連接，由此單元電池的相對(duì)較低的端電壓相加得到電池的期望的總的端電壓。由于這種電池在工作時(shí)的高的充電和放電功率，各個(gè)電化學(xué)單元電池在電池充電或放電時(shí)溫度會(huì)劇烈升高。因此，為了避免過熱,這種電池必須被冷卻。DE 10 2005 047 034 Al公開了一種用于冷卻車輛電池的裝置，其中電池的各個(gè)單元電池容納在殼體中并借助鼓風(fēng)機(jī)以空氣進(jìn)行環(huán)繞沖刷。由于空氣的熱容相對(duì)較低，這 種冷卻裝置必須具有功率強(qiáng)大且因此沉重的鼓風(fēng)機(jī)，以便確保期望的散熱。DE 10 2006 004 419 Al公開了另一種冷卻裝置，其中在電池的每?jī)蓚€(gè)單元電池之間設(shè)置有板片狀的冷卻元件，冷卻劑流過該冷卻元件。這種裝置冷卻性能好，但結(jié)構(gòu)上沉重且耗費(fèi)大。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，提供一種用于機(jī)動(dòng)車的電池，其可以很好地被冷卻并同時(shí)具有輕的自重和簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。這一目的通過具有權(quán)利要求I的特征的電池實(shí)現(xiàn)。這種用于機(jī)動(dòng)車的電池具有一電池殼體,在該電池殼體中容納有至少一個(gè)具有多個(gè)電化學(xué)單元電池的單元電池組。(同)一個(gè)單元電池組的單元電池保持在一個(gè)相應(yīng)的單元電池支承件中，其中該單元電池支承件的頂蓋部件具有一用于冷卻單元電池組的單元電池的冷卻劑管路。亦即這種電池的單元電池支承件具有兩個(gè)功能。一方面單元電池支承件把單元電池保持在其被期望的位置，另一方面可以通過內(nèi)置在頂蓋部件中的冷卻劑管路將熱量從電池的各個(gè)電化學(xué)單元電池中導(dǎo)出。通過這種功能集成實(shí)現(xiàn)了特別輕的電池。因?yàn)殡娀瘜W(xué)單元電池被直接保持在單元電池支承件上，此外還存在直接接觸，因此來自電化學(xué)單元電池的熱量可以直接通過導(dǎo)熱管被傳輸給冷卻劑管路并由此傳輸給流經(jīng)冷卻劑管路的冷卻流體。這特別好地實(shí)現(xiàn)了電池的散熱。在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，單元電池在其分接極/抽頭極(Abgriffspole)這一側(cè)上與頂蓋部件連接。由于單元電池的電極中的電流密度在分接極這側(cè)上特別高，所以在那里積累的熱量特別多。亦即這種布置恰好將熱量從單元電池的熱負(fù)荷特別大的區(qū)域中導(dǎo)出。在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，在(同)一個(gè)單元電池組的每相鄰的單元電池間存在有一氣隙。一方面該氣隙通過對(duì)流實(shí)現(xiàn)散熱，從而使積累在單元電池的不與單元電池支承件直接接觸的區(qū)域中的熱量也被輸出。但同時(shí)這種氣隙還實(shí)現(xiàn)了相鄰的單元電池間的一定的熱隔離，因?yàn)樵诖嬖谶@種氣隙的情況下，相鄰的單元電池由于空氣的低導(dǎo)熱性能幾乎不互相加熱。在(每)一個(gè)單元電池組的單元電池與頂蓋部件之間也可以設(shè)有一氣隙。于是頂蓋部件僅局部地接觸單元電池，例如直接接觸其分接極，由此仍然始終存在充分的熱接觸。在此，由于氣隙(的存在)熱量也可以通過對(duì)流輸送并傳輸給單元電池支承件。此外，氣隙還為電池各部件的熱膨脹提供了空間，從而在電池溫度升高時(shí)避免了各個(gè)單元電池之間和單元電池的接觸元件之間的應(yīng)力。電池殼體優(yōu)選氣密地封閉。由此阻止了，在單元電池故障時(shí)電解液排放到周圍環(huán)境中。原則上不需要借助鼓風(fēng)機(jī)等使在電池殼體的可能存在的小的空氣體積中的空氣發(fā)生流動(dòng)，因?yàn)橛捎趩卧姵刂С屑母叩纳峁β剩诳諝饪臻g內(nèi)的對(duì)流完全足夠用于熱量分布。為了在電池殼體內(nèi)部實(shí)現(xiàn)特別好的熱量分布，根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方案還 可以設(shè)置至少一個(gè)通風(fēng)機(jī)用于使電池殼體內(nèi)部的空氣進(jìn)行循環(huán)。這種通風(fēng)機(jī)用于支持電池殼體內(nèi)的由對(duì)流引起的熱量分布。由于通過冷卻劑管道進(jìn)行真正的散熱，所以這種通風(fēng)機(jī)可以在尺寸上特別小和輕。電池優(yōu)選具有至少兩個(gè)單元電池組，所述單元電池組在電池的安裝位置中布置成豎直疊置的。在此，在各個(gè)單元電池組之間分別設(shè)置有相應(yīng)單元電池支承件的頂蓋部件。這種電池也可模塊式地構(gòu)造并通過使分別與所屬單元電池支承件相連接的單元電池組相堆疊而疊置形成。因?yàn)槊總€(gè)單元電池支承件都具有冷卻管道，所以這種電池可以在其整個(gè)體積上被特別好地冷卻。冷卻劑管路優(yōu)選蛇形地延伸通過頂蓋部件。由此在單元電池支承件本身和流經(jīng)冷卻劑管路的冷卻介質(zhì)之間可產(chǎn)生特別大的接觸面積，從而得到特別好的冷卻功率。在此特別合適的是，通過澆注將冷卻劑管路內(nèi)置在頂蓋部件的塑料基體中。電池的所有頂蓋部件的冷卻劑管路優(yōu)選與電池殼體的一公共的冷卻劑連接端相連接。這使得電池的裝配特別簡(jiǎn)單，這是因?yàn)閺耐獠績(jī)H有一冷卻劑輸入管路和一冷卻劑輸出管路必須與電池連接，從而必要時(shí)具有不同數(shù)目單元電池組的電池也可以與冷卻系統(tǒng)的在其它方面都相同的外部組件相連接。此外，本發(fā)明還涉及一種具有所述類型電池的機(jī)動(dòng)車。


以下借助附圖詳細(xì)說明本發(fā)明和其實(shí)施方案。該唯一的附圖示出根據(jù)本發(fā)明的電池的一實(shí)施例的透視圖。
具體實(shí)施例方式一個(gè)整體以10表示的、用于機(jī)動(dòng)車的高壓電池由多個(gè)單元鋰電池12構(gòu)成，為了清晰起見并未在圖中示出全部的單元鋰電池。為達(dá)到期望的數(shù)百伏特的端電壓，所述單元鋰電池12串聯(lián)連接。各單元電池12組成多個(gè)單元電池組14并分別通過相應(yīng)的公共的載體支承件15來保持。支承件15由一基架17以及一頂蓋板16組成。從基架17的底部21突出的接片19界定單個(gè)單元電池12的容納部。頂蓋板16具有塑料基體18，該塑料基體具有在頂蓋板16的整個(gè)面上延伸的蛇形的冷卻劑管路32。當(dāng)電池10工作時(shí)，冷卻介質(zhì)流經(jīng)該冷卻劑管路，以便導(dǎo)出在單元電池12中積累的熱量。有利的是，冷卻劑管路32被注入頂蓋板16中。尤其合適的是，冷卻劑管路32設(shè)置在頂蓋板16中，并在單元電池12的分接極24的一側(cè)上被安裝在單元電池12上，這是因?yàn)樵诜纸訕O24的緊鄰的周圍環(huán)境中積累了特別多的熱量。為了也能導(dǎo)出單元電池的其它區(qū)域中的熱量，在相鄰的單元電池12之間設(shè)有氣隙34。在單元電池的端面36與頂蓋板16之間也設(shè)有氣隙38。通過氣隙34、38可以通過對(duì)流額外將熱量從單元電池12導(dǎo)出。氣隙34、38并不用于電池10的真正的散熱(其通過冷卻劑管路32進(jìn)行)，而是更多地用于使熱量在電池10內(nèi)部均勻 分布。必要時(shí)還可以通過未示出的通風(fēng)機(jī)來促進(jìn)由對(duì)流造成的熱量分布。各個(gè)單元電池組14安置在一殼體40中并可以與其一起固定在機(jī)動(dòng)車的車身部件中。各個(gè)單元電池組14之間不需要其它的機(jī)械連接，它們可以簡(jiǎn)單地在殼體40內(nèi)疊置地堆疊，這樣實(shí)現(xiàn)了電池10的特別簡(jiǎn)單的生產(chǎn)。殼體40宜是液密的和氣密的，使得在單元電池12磨損時(shí)不會(huì)有電解物質(zhì)排放到周圍環(huán)境中。電接觸元件20被注入頂蓋板16中，所述接觸元件也沒有在圖中全部示出。接觸元件20具有開口 22，單元電池12的連接極24插入開口 22中。接觸元件20的開口具有插入斜面，該插入斜面便于連接極24的插入。因此為了組裝一個(gè)單元電池組14，該單元電池組14的單元電池12僅需要在單元電池支承件15的基架17中被粗略預(yù)定向。在放上頂蓋板16時(shí)，單元電池12通過其分接極24與接觸元件20的插入斜面之間的相互作用而被自動(dòng)正確定向。由此可以特別好地自動(dòng)化這種的電池10的生產(chǎn)。與相鄰的單元電池12觸點(diǎn)接通的接觸元件22通過橋部28相互導(dǎo)電連接，因此得到在單元電池組14中單元電池12的串聯(lián)連接。各個(gè)單元電池組14繼而又通過另外的連接元件30在串聯(lián)意義上相互連接，因此雖然普通的單元電池的端電壓低，如單元鋰電池約為I. 7V，但是仍可以達(dá)到數(shù)百伏特的電池總電壓。在頂蓋板16中還可以內(nèi)置有電池10的其它元件。例如可以連同頂蓋板16的塑料基體18 —起澆注一控制裝置，該控制裝置可以在電池10充電或放電時(shí)平衡單元電池12的載荷狀態(tài)，這顯著提高了這種電池10的壽命。因此每個(gè)頂蓋板16與所屬的單元電池12和單元電池支承件的基架17 —起構(gòu)成一個(gè)模塊，該模塊提供了單元電池12運(yùn)行所需的所有功能。由該單個(gè)的模塊可以通過最簡(jiǎn)單的方式構(gòu)造不同尺寸的電池10。
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)動(dòng)車的電池(10)，所述電池具有電池殼體(40)，在所述電池殼體中容納有至少一個(gè)具有多個(gè)電化學(xué)單元電池(12)的單元電池組(14)，其中，一個(gè)單元電池組(14)的單元電池(12)被保持在一相應(yīng)的單元電池支承件(15)上,其中，該單元電池支承件(15)的一板狀的頂蓋部件(16)具有一用于冷卻單元電池組(14)的單元電池的冷卻劑管路(32)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電池(10)，其特征在于，所述單元電池(12)在單元電池(12)的分接極(24)的一側(cè)上與所述頂蓋部件(16)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電池(10)，其特征在于，在一個(gè)單元電池組(14)的每相鄰的單元電池(12 )之間設(shè)有一氣隙(34 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3之一所述的電池(10)，其特征在于，在一個(gè)單元電池組(14)的單元電池(12)與頂蓋部件(16)之間設(shè)有一氣隙(38)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4之一所述的電池(10)，其特征在于，所述電池殼體(40)氣密地封閉。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5之一所述的電池(10)，其特征在于，設(shè)有至少一個(gè)通風(fēng)機(jī)用于使空氣在所述電池殼體(40)內(nèi)循環(huán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6之一所述的電池(10)，其特征在于，所述電池(10)具有至少兩個(gè)單元電池組(14)，所述至少兩個(gè)單元電池組在所述電池(10)的安裝位置中布置成豎直疊置的，其中，這些單元電池組(14)通過相應(yīng)的單元電池支承件(15)的頂蓋部件(16)分隔開。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7之一所述的電池(10)，其特征在于，所述冷卻劑管路(32)蛇形地延伸通過所述頂蓋部件(16)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8之一所述的電池(10)，其特征在于，所述電池(10)的所有頂蓋部件(16)的冷卻劑管路(32)與所述電池殼體(40)的一公共的冷卻劑連接端相連接。
10.一種具有根據(jù)權(quán)利要求I至9之一所述的電池(10)的機(jī)動(dòng)車。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車的電池(10)，所述電池具有電池殼體(40)，至少一個(gè)具有多個(gè)電化學(xué)單元電池(12)的單元電池組(14)容納在所述電池殼體中，其中，一個(gè)單元電池組(14)的單元電池(12)被保持在一相應(yīng)的單元電池支承件(15)上，該單元電池支承件(15)的一頂蓋部件(16)包括一用于冷卻單元電池組(14)的單元電池(12)的冷卻劑管路(32)。即單元電池支承件(15)集保持功能和冷卻功能于一身，因此這種電池(10)結(jié)構(gòu)特別簡(jiǎn)單并特別輕。通過頂蓋部件(16)大的表面確保了良好的散熱。
文檔編號(hào)H01M10/50GK102792484SQ201180011382
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月1日
發(fā)明者N·恩寧 申請(qǐng)人:奧迪股份公司