專利名稱：用于制造機(jī)動(dòng)車儲(chǔ)能器裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造機(jī)動(dòng)車儲(chǔ)能器裝置的方法以及相應(yīng)的裝置，該儲(chǔ)能器裝置具有電化學(xué)儲(chǔ)能單元，該電化學(xué)儲(chǔ)能單元用于為機(jī)動(dòng)車提供動(dòng)力。
背景技術(shù)：
在用于混合動(dòng)力和電動(dòng)車的電池中，大量電力電池串聯(lián)在一起，以達(dá)到較高的電壓。在這種電池或電池組模塊中，必須使電池固定，以防止例如由于車輛行駛時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)而導(dǎo)致的損壞。公開文獻(xiàn)EP 2 026 387 Al公開了一種電化學(xué)儲(chǔ)能單元，其具有多個(gè)平面電池和一個(gè)框架。該框架與一個(gè)平面電池例如通過粘接或焊接連接成一個(gè)結(jié)構(gòu)單元。長久以來，對(duì)于手機(jī)的單個(gè)電池包采用合成材料進(jìn)行包封。在此，還可以簡(jiǎn)單地成型有固定附件，并且使固定附件與保護(hù)電路包封在一起。這里例如可以采用所謂的熱熔膠。然而與此相關(guān)，根據(jù)事實(shí)必須認(rèn)識(shí)到，手機(jī)蓄電池的結(jié)構(gòu)完全不能夠適用于汽車領(lǐng)域，這是因?yàn)?，在汽車領(lǐng)域中的電池顯然必須要提供更多的能量，冷卻處理是必不可少的，而且在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的作用力更大。所以，手機(jī)通訊領(lǐng)域中的儲(chǔ)能單元并不適用于汽車領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種改善的在汽車領(lǐng)域中由儲(chǔ)能器單元固定的裝置以及一種用于制造該儲(chǔ)能器裝置的方法。上述目的通過權(quán)利要求1所述的用于制造儲(chǔ)能器裝置的方法以及權(quán)利要求5所述的儲(chǔ)能器裝置來實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明的技術(shù)方案是通過直接模制而形成一個(gè)用于全部或部份固定電池模塊的框架，從而能夠在電池組或電池模塊中實(shí)現(xiàn)(儲(chǔ)能)電池(也稱為儲(chǔ)能單元)的形狀配合的固定以及機(jī)械支撐。在此，一個(gè)連接多個(gè)或單獨(dú)的儲(chǔ)能電池的電池連接橫桿固定在電池組上。該技術(shù)方案即可以通過硬殼電池又可以通過咖啡袋式電池來實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，形狀配合和/或材料配合的包覆成型能夠在所有的方向上均勻地支撐電池組。澆鑄材料，例如采用基于聚酰胺的材料，與電池的表面形成非常穩(wěn)定的連接，該澆鑄材料在咖啡袋式電池中通常由聚酰胺層構(gòu)成。而且，在金屬或其它涂層上還能夠?qū)崿F(xiàn)聚酰胺的良好的粘附性。包封物實(shí)現(xiàn)了對(duì)在行駛運(yùn)行中產(chǎn)生的振動(dòng)進(jìn)行緩沖，而且是電絕緣的， 并且能夠避免可能發(fā)生的電池腐蝕。對(duì)此，在采用冷卻板進(jìn)行電池冷卻處理的條件下，使冷卻板隨之一起進(jìn)行包覆成型。對(duì)此，可以使電池通過壓接或之前的粘接而貼附在冷卻板上。電池可與冷卻板一起在注塑模具中被澆鑄材料包覆。在隨后的框架安裝過程中，需要相當(dāng)復(fù)雜的工序，即，要求對(duì)冷卻板進(jìn)行精準(zhǔn)地組裝和固定。本發(fā)明提供了一種用于制造儲(chǔ)能器裝置的方法，該儲(chǔ)能器裝置用于至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元，其中，該方法具有以下步驟至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元的準(zhǔn)備步驟，該至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元用于為機(jī)動(dòng)車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供能量；以及，用澆鑄材料對(duì)至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元進(jìn)行至少局部包覆成型的步驟，其中，在該包覆成型的步驟中，使至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元與澆鑄材料形成形狀配合和/或材料配合連接。這里，電化學(xué)儲(chǔ)能單元可以指的是用于驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力或電動(dòng)車的電池組或蓄電池。為了能夠以適宜的方式提供用于驅(qū)動(dòng)所需的大量?jī)?chǔ)能單元，優(yōu)選采用平面電池。平面電池可以設(shè)有堅(jiān)硬的外殼；或者可以形成為所謂的咖啡袋電池而被包裝在一個(gè)薄膜中，從而使該電池能夠持久保持可變形性能。對(duì)此，儲(chǔ)能器裝置可以用于支撐一個(gè)或多個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能器單元，并且將其固定在適宜的位置上。儲(chǔ)能器裝置例如可以實(shí)施為包封物的形式，該包封物可以形成用于容納一個(gè)或多個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能器單元。包覆成型可以在噴射模塑工藝中進(jìn)行，其中，例如在電化學(xué)儲(chǔ)能單元的邊緣表面上涂覆加熱的液態(tài)澆鑄材料，然后進(jìn)行冷卻和固化。還可以僅在部分的邊緣面上涂覆澆鑄材料，例如在電化學(xué)儲(chǔ)能單元的拐角上涂覆。在包覆成型工藝中所采用的澆鑄材料可以為聚酰胺或其它熱塑性聚合物，其表現(xiàn)出較高的強(qiáng)度和良好的抗化學(xué)制品穩(wěn)定性以及可操作性。采用澆鑄材料作為用于至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元的包封物具有很多優(yōu)點(diǎn)。因此，通過澆鑄材料在電化學(xué)儲(chǔ)能單元上的精確貼合能夠?qū)崿F(xiàn)充分的保護(hù)，即，防止?jié)駳?、灰塵、雜質(zhì)、 水等入侵到澆鑄材料和電化學(xué)儲(chǔ)能單元之間。同樣，通過采用澆鑄材料還可以實(shí)現(xiàn)電池的良好的電絕緣，這方面例如可以采用預(yù)制成的硬質(zhì)框架。對(duì)此，由澆鑄材料構(gòu)成的包封物相比于傳統(tǒng)的電池組框架或蓄電池框架具有更好的耐振性和抗震性，這一點(diǎn)對(duì)于在汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用具有特別重要的意義。經(jīng)證實(shí)，在采用咖啡袋式電池作為電化學(xué)儲(chǔ)能單元的條件下，利用澆鑄材料進(jìn)行包覆成型的方法特別具有優(yōu)勢(shì)。因?yàn)榭Х却诫姵爻尚蜑榫哂谐志每勺冃涡阅?，所以包覆成型是理想的技術(shù)方案，用以將電池固定在適宜的位置上，這是由于澆鑄材料能夠很好地粘附在電池的薄膜表面上。而在采用預(yù)制成的硬質(zhì)框架的條件下，例如在振動(dòng)的情況下，存在框架從電池容易滑落的風(fēng)險(xiǎn)。電化學(xué)儲(chǔ)能單元和澆鑄材料之間的形狀配合和/或材料配合連接可以由此實(shí)現(xiàn)， 艮口，在澆鑄材料硬化之后，使?jié)茶T材料完全或局部包圍住電化學(xué)儲(chǔ)能單元的邊緣局域。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，可以在包覆成型的步驟中，形成對(duì)至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)器單元的機(jī)械支撐或固定。該方案的優(yōu)勢(shì)在于，除了實(shí)現(xiàn)對(duì)電化學(xué)儲(chǔ)能單元的定位和固定之外，還在沒有其它的操作步驟或材料消耗的條件下能夠提供一個(gè)用于至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元的支撐裝置。而且，可以在準(zhǔn)備步驟中，使至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元設(shè)有至少一個(gè)連接部件。該連接部件可以用于將該電化學(xué)儲(chǔ)能單元與另一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元連接在一起。該至少一個(gè)連接部件可以與至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元耦聯(lián)。該連接部件例如可為一橫桿形。連接部件與電化學(xué)儲(chǔ)能單元之間的耦聯(lián)例如可以通過將連接部件粘接或螺接在儲(chǔ)能單元上而實(shí)現(xiàn)。 該方案的優(yōu)勢(shì)在于，使連接部件可以組裝在尚未固定的電化學(xué)儲(chǔ)能單元上，這是因?yàn)?，該方法相比于將連接件裝在已經(jīng)裝配到框架中的儲(chǔ)能單元上的方法更簡(jiǎn)單。因?yàn)?，澆鑄材料在隨后的操作步驟中以液態(tài)或至少具有彈性的形式進(jìn)行涂覆，所以，使連接部件能夠順利地一起被容納在包封物中。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)方案，可以在準(zhǔn)備步驟中，使至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元設(shè)有至少一個(gè)用于冷卻電化學(xué)儲(chǔ)能單元的冷卻部件。該至少一個(gè)冷卻部件可以與至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元耦聯(lián)。冷卻部件例如可以采用冷卻板。冷卻部件在電化學(xué)儲(chǔ)能單元上的貼附例如可以通過壓接或同樣由粘接來實(shí)現(xiàn)。該方案的優(yōu)勢(shì)同樣在于，使冷卻部件能夠以簡(jiǎn)單的方式安裝在尚未固定的電化學(xué)儲(chǔ)能單元上，并且在包覆成型的操作步驟中能夠順利地由澆鑄材料一起被容納在包封物中。本發(fā)明還提供一種儲(chǔ)能器裝置，具有以下特征具有至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元，該至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元適用于驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車；以及，具有澆鑄材料；其中，電化學(xué)儲(chǔ)能單元至少局部被澆鑄材料包住，并且與澆鑄材料形成形狀配合和/或材料配合連接。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元可以具有呈楔形的邊緣。該呈楔形的邊緣可以嵌入到澆鑄材料中。該方案的優(yōu)勢(shì)在于，通過所選擇的電化學(xué)儲(chǔ)能單元的邊緣的形狀能夠在硬化的澆鑄材料和電化學(xué)儲(chǔ)能單元之間形成改善的形狀配合和/或材料配合連接，這是因?yàn)?，兩個(gè)部件的機(jī)械聯(lián)鎖通過儲(chǔ)能單元的邊緣的楔形設(shè)計(jì)而得到加強(qiáng)。在此，儲(chǔ)能單元的邊緣上的楔形結(jié)構(gòu)提供了一個(gè)大的表面，以使?jié)茶T材料能夠良好地材料配合地貼附到該表面上。儲(chǔ)能器裝置還可以具有至少一個(gè)第二電化學(xué)儲(chǔ)能單元。在此，該第二電化學(xué)儲(chǔ)能單元同樣可以被澆鑄材料包住，或嵌入到澆鑄材料中。采用澆鑄材料進(jìn)行包覆成型的優(yōu)勢(shì)在于，能夠使多個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元在一個(gè)操作步驟中被包封。也就是說，不需要其它的操作步驟另外再將各個(gè)框架連接在一起。最后，澆鑄材料可以含有聚酰胺。較優(yōu)地，采用的這種方式，可以使成本低且便于處理的該包封物用于一個(gè)或多個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元。此外，聚酰胺具有較高的抗機(jī)械損害和化學(xué)侵襲的能力，并且實(shí)現(xiàn)了在儲(chǔ)能單元表面上的非常良好的粘附性能。


接下來，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。圖中示出圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中用于制造儲(chǔ)能器裝置的方法的流程圖；圖2為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中儲(chǔ)能器裝置的俯視圖；以及圖3為圖2的本發(fā)明儲(chǔ)能器裝置的實(shí)施例的截面圖。
具體實(shí)施例方式在下文對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的說明中，在不同附圖中示出的功能類似的部件用相同或相近的附圖標(biāo)記表示，其中，省去對(duì)這些部件的重復(fù)說明。如果在一個(gè)實(shí)施例中在第一技術(shù)特征和第二技術(shù)特征之間使用“和/或”的連接詞，那么可以理解為，該實(shí)施例根據(jù)一種實(shí)施情況既具有第一技術(shù)特征、又具有第二技術(shù)特征，而根據(jù)另一種實(shí)施情況或者僅具有第一技術(shù)特征、或者僅具有第二技術(shù)特征。圖1示出了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中用于制造儲(chǔ)能器裝置的方法100，該儲(chǔ)能器裝置用于至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元。方法100包括至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元的準(zhǔn)備步驟110。另外，方法100還包括用澆鑄材料對(duì)至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元進(jìn)行至少局部包覆成型的步驟120，從而制成儲(chǔ)能器裝置。作為方法100的結(jié)果，使至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元與澆鑄材料形成形狀配合和/或材料配合連接。可替換地，還可以使方法100的步驟110和120以相反的順序來進(jìn)行。由此例如可以，首先將澆鑄材料填充在注塑模具中，然后將至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元壓入到仍為液態(tài)的澆鑄材料中。圖2示出了本發(fā)明儲(chǔ)能器200的一個(gè)實(shí)施例的俯視圖。圖中示出了電化學(xué)儲(chǔ)能單元或是簡(jiǎn)化示出的電池210、澆鑄材料220以及兩個(gè)用相同附圖標(biāo)記230表示的擋板 (Ableiter)。在圖2中，電化學(xué)儲(chǔ)能單元210形成為近似于方形的平面電池，該平面電池的兩個(gè)主平面MO的其中一個(gè)主平面朝向觀察者。還可以采用其它類型的電池組或蓄電池替換該平面電池。平面電池210可以形成為硬殼電池(Hardcase-klle)或咖啡袋式電池 (Coffee-Bag-Zelle)。正如實(shí)際特征已經(jīng)表明的那樣，硬殼電池具有一個(gè)硬質(zhì)的外殼，而咖啡袋式電池密封在一個(gè)撓性的薄膜中?？Х却诫姵?也被稱為“袋裝(Pouch)”電池)的應(yīng)用經(jīng)證實(shí)特別有利于汽車領(lǐng)域，這是因?yàn)?，這種電池相比于傳統(tǒng)電池具有較小的厚度。據(jù)此，在用于驅(qū)動(dòng)電力或混合動(dòng)力汽車而必須采用相對(duì)數(shù)量較大的電化學(xué)儲(chǔ)能單元210的情況下，利用咖啡袋式電池能夠顯著節(jié)省空間。此外，咖啡袋式電池便于制造而且能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)的多樣性。在圖2所示的儲(chǔ)能器裝置200的實(shí)施例中，電化學(xué)儲(chǔ)能單元210的整個(gè)邊緣區(qū)域都被澆鑄材料220包封住。然而也可以使僅部分的儲(chǔ)能單元210(例如儲(chǔ)能單元210的拐角處)被澆鑄材料220包封住。同樣還可以使電化學(xué)儲(chǔ)能單元210全部用澆鑄材料220包住。由觀察者的角度看，在儲(chǔ)能單元210的左側(cè)和右側(cè)共設(shè)有兩塊擋板230。擋板230可以用于使儲(chǔ)能單元210與一電連接線路相接觸，或者與利用熱學(xué)的傳熱單元相接觸。還可以考慮采用一個(gè)或多于兩個(gè)擋板。擋板230并沒有完全被澆鑄材料220覆蓋，從而使擋板很順利地例如能夠簡(jiǎn)單地與散熱器形成連接。接下來，圖3示出了圖2的儲(chǔ)能器裝置200的實(shí)施例的截面圖。圖中示出了電池 210、澆鑄材料220以及左側(cè)擋板230和右側(cè)擋板230。由圖3可知，電化學(xué)儲(chǔ)能單元210的邊緣呈楔形結(jié)構(gòu)延伸?？梢郧宄亓私獾剑ㄟ^電化學(xué)儲(chǔ)能單元210的這種鑄造成型的邊緣實(shí)現(xiàn)了澆鑄材料220和儲(chǔ)能單元210之間的可靠的形狀配合連接。而且，該儲(chǔ)能單元210的表面明顯大于在方形儲(chǔ)能單元情況下的表面。因此，這種大表面實(shí)現(xiàn)了使?jié)茶T材料能夠在儲(chǔ)能單元210的表面上形成非常良好的且具有承載能力的粘附。
權(quán)利要求
1.一種用于制造儲(chǔ)能器裝置O00)的方法(100)，該儲(chǔ)能器裝置用于至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元010)，其特征在于，所述方法具有以下步驟至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元O10)的準(zhǔn)備步驟(110)，該電化學(xué)儲(chǔ)能單元用于為機(jī)動(dòng)車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供能量；以及用澆鑄材料(220)對(duì)至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元(210)進(jìn)行至少局部包覆成型的步驟(120)，其中，在該包覆成型的步驟中，使所述至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元與所述澆鑄材料 (220)形成形狀配合和/或材料配合連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法(100)，其特征在于，在包覆成型的步驟(120)中，形成對(duì)所述至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元O10)的機(jī)械支撐。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法(100)，其特征在于，在準(zhǔn)備步驟(110)中，使所述至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元(210)設(shè)有至少一個(gè)用于將該電化學(xué)儲(chǔ)能單元與另一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元連接在一起的連接部件，其中，所述至少一個(gè)連接部件與所述至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元耦聯(lián)。
4.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法(100)，其特征在于，在準(zhǔn)備步驟(110)中， 使所述至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元(210)設(shè)有至少一個(gè)用于冷卻該電化學(xué)儲(chǔ)能單元的冷卻部件，其中，所述至少一個(gè)冷卻部件與所述至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元耦聯(lián)。
5.一種儲(chǔ)能器裝置000)，其特征在于包括以下特征具有至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元010)，該至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元用于提供驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車的能量；以及具有澆鑄材料O20)；其中，所述電化學(xué)儲(chǔ)能單元至少局部被所述澆鑄材料包住，并且與所述澆鑄材料形成形狀配合和/或材料配合連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的儲(chǔ)能器裝置000)，其特征在于，所述至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元(210)具有呈楔形的邊緣，所述邊緣嵌入到所述澆鑄材料O20)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的儲(chǔ)能器裝置000)，其特征在于，所述儲(chǔ)能器裝置具有至少一個(gè)被所述澆鑄材料(220)包住的第二電化學(xué)儲(chǔ)能單元010)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任意一項(xiàng)所述的儲(chǔ)能器裝置O00)，其特征在于，所述澆鑄材料(220)含有聚酰胺。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造儲(chǔ)能器裝置(200)的方法，該儲(chǔ)能器裝置用于至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元(210)。該方法具有以下步驟至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元(210)的準(zhǔn)備步驟(110)，該電化學(xué)儲(chǔ)能單元用于提供驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車的能量；以及，用澆鑄材料對(duì)至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元(210)進(jìn)行至少局部包覆成型的步驟(120)，從而制造儲(chǔ)能器裝置(200)，其中，在該包覆成型的步驟中，使至少一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能單元(210)與澆鑄材料形成形狀配合和/或材料配合連接。
文檔編號(hào)H01M10/50GK102473867SQ201080035444
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月13日
發(fā)明者漢斯-喬治·赫爾曼, 邁克爾·莫澤, 馬庫斯·科爾貝格爾 申請(qǐng)人:貝洱兩合公司