蓄能裝置的制造方法
【專利說明】蓄能裝置
[0001]根據(jù)權利要求1的前序部分，本發(fā)明涉及一種蓄能裝置，該蓄能裝置特別用于機動車輛。
[0002]本發(fā)明所涉及的蓄能裝置的類型通常是已知的。該蓄能裝置包括至少一個基體和至少一個固定到所述基體上的殼體部，以使得所述殼體部用于容納至少一個蓄能單元，例如，電池或者電容器。由此基體形成蓋，以封閉容納蓄能單元的殼體部。在蓄能裝置的運轉過程中，一部分能量輸出由于熱耗散以熱量的形式損失而浪費。由于這個原因，蓄能裝置需要包括適當?shù)睦鋮s裝置，該冷卻裝置通常設計復雜，并且由此大幅度增大蓄能裝置的制造成本。
[0003]因此，本發(fā)明的任務是改善蓄能裝置，該蓄能裝置能夠提供有效地冷卻，并且該蓄能裝置具有簡單的結構，因此可以經濟地制造蓄能裝置。
[0004]具有權利要求1中的特征的蓄能裝置提供了解決上述任務的技術方案。該蓄能裝置特別用于機動車輛，且包括至少一個基體和固定在所述基體的至少一個殼體部，該殼體部用于容納至少一個蓄能單元(例如，分別容納電池、多個集成的電池單元或者一個或多個雙層或者超級電容器)。該蓄能裝置的特征是所述基體包括至少一個用于氣體介質的集成的冷卻管道。
[0005]因此，本發(fā)明的一個基本方面是，根據(jù)本發(fā)明，蓄能裝置的冷卻裝置基本上為被動式設計，并且集成到所述基體(殼體部的蓋)上的至少一個冷卻管道能夠產生煙筒效應，該煙筒效應利用蓄能裝置周圍的環(huán)境空氣實現(xiàn)有效的被動冷卻。
[0006 ]優(yōu)選地，至少一個所述冷卻管道沿所述基體的高度方向和/或橫向和/或傾斜方向延伸，并且所述至少一個冷卻管道優(yōu)選為至少朝向所述蓄能裝置的上側開放。這能夠獲得特別好的煙筒效應，并且從而實現(xiàn)被動冷卻；即，不需要額外的推進力或者流體輸送裝置來產生冷卻效果。所述基體優(yōu)選為板狀設計，并且所述冷卻管道的至少一部分集成在所述基體上，優(yōu)選地，所述冷卻管道通過板狀設計的基體的兩個側壁限制。例如，可以想到的是，冷卻管道銑削或鉆削到基體內，并且所述冷卻管道在所述基體內被配置為通道或者通孔的形式。然而，在可以想到的本發(fā)明的一個實施方式中，基體并不是整體結構而是分體式結構?？諝夤艿揽偣捕嘤谝粋€，特別地為兩個或者更多，優(yōu)選為五個，五個空氣管道也可以集成在所述基體上，上述五個空氣管道基本上互相平行的布置，并且特別地布置為通過分隔條彼此隔開。
[0007]特別地，為了確保基體的下側的有效進氣，優(yōu)選為至少一個冷卻管道連接至設置在所述基體的至少一個進氣口，并且所述進氣口基本上垂直于所述冷卻管道延伸。優(yōu)選地，至少一個所述冷卻管道連接至設置在基體的相對的邊緣側的至少兩個進氣口。為了提高煙筒效應和基體或各個冷卻管道的進氣量，可額外提供多個冷卻管道，該多個冷卻管道也與基體的下半部(特別是基體的下三分之一處)流體連接在一起。
[0008]為了通過環(huán)境空氣獲得更好的被動冷卻效果，相對于基體的高度方向，至少一個進氣口優(yōu)選為布置在基體的下半部，特別是基體的下三分之一處。至少一個風扇(例如，電動徑流式風扇)可額外的設置在蓄能裝置上，特別是設置在殼體和/或基體上。于是環(huán)境空氣通過該風扇被吸入，并且吹到進氣口處。這進一步提高了該蓄能裝置的冷卻效果。因此，所述風扇優(yōu)選為與至少一個進氣口連接，并且由此主動將空氣引導至所述進氣口處。
[0009]設置在殼體內的蓄能單元可以是例如包含特別是多個電池單元的電池或者電容器(特別是雙層或者超級電容器)，其中，可以有多個蓄能單元，并且從而有多個電容器或者類似裝置。優(yōu)選地，基體(特別是分別具有立方體狀和/或板狀設計的基體)包括兩個相對的側面，其中，用于容納至少一個蓄能單元的殼體部固定到每個所述側面上。在這種情況下，蓄能裝置是大致上對稱的結構，并且包括分別在基體的兩側的殼體部，此外，該殼體部設置為分別容納一個或者多個蓄能單元。特別地，在對稱布置的情況下，殼體部分別設置在基體的兩側，基體可包括用于電連接的至少一個饋電通路，該饋電通路特別用于設置在分隔的殼體部內的蓄能單元的串聯(lián)連接。優(yōu)選為提供兩個或者多個饋電通路。優(yōu)選地，饋電通路布置為使得該饋電通路穿過基體上的至少一個冷卻管道伸出，并且特別地從基體的一個側面延伸至基體的相對側面(穿過冷卻管道)?？蛇x地擇，使得饋電通路設置為穿過設置在兩個冷卻管道之間的基體的分隔條。
[0010]為了能夠將蓄能單元產生的熱量很好地傳導至基體和冷卻管道，優(yōu)選地，設置在殼體部內的至少一個蓄能單元至少間接的與設置在基體上的熱量傳導區(qū)域連接。所述熱量傳導區(qū)域可以是具有高熱傳導率的材料，例如，由柔性硅片或其它這樣適當?shù)牟牧现瞥傻臒醾鲗бr墊。設置在基體上的饋電通路能夠使所有的蓄能單元(甚至是位于分隔的殼體部內的蓄能單元)以串聯(lián)的方式連接，并且因此顯著提高蓄能裝置的容量。饋電通路布置在冷卻管道內還能夠便于饋電通路(高電流紐帶)的冷卻。蓄能單元與基體通過熱傳導區(qū)域間接連接(特別是通過導體板的形式)，蓄能單元固定在導體板上，以使得蓄能單元設置在導體板的一側，并且熱傳導區(qū)域布置在相對側。因此，蓄能單元附著在導體板上，特別是焊接在導體板上，其中，導體板通過熱傳導區(qū)域(熱傳導襯墊)連接至基體。
[0011]熱傳導區(qū)域為平坦的外形和在各自的導體板和基體之間延伸較大的截面是特別有利的。此外需要注意的是，為了獲得有效的煙筒效應，至少一個冷卻管道還優(yōu)選為朝向蓄能裝置的下側開放。這允許空氣進入分別位于蓄能裝置或者基體的下側的冷卻管道，并且進入的冷空氣被加熱。然后加熱的空氣在冷卻管道中上升。由于加熱的空氣的上升，冷空氣隨后從基體的下側被再次被吸入(煙筒效應)，因此，位于殼體部內的部件有效的疏散，以使冷卻熱量輸出。因此，在所述部件和所述基體之間的熱傳導區(qū)域確保將熱量最好的傳遞到基體，并且因此獲得最好的冷卻效果。
[0012]下文將參照附圖更詳細的描述本發(fā)明。如下:
[0013]圖1是根據(jù)本發(fā)明的蓄能裝置的立體圖；
[0014]圖2是根據(jù)本發(fā)明的蓄能裝置的俯視圖；
[0015]圖3是根據(jù)本發(fā)明的蓄能裝置的側視圖；
[0016]圖4是根據(jù)本發(fā)明的蓄能裝置的主視圖；
[0017]圖5是蓄能裝置沿穿過蓄能裝置的基體的交線A-A的剖視圖；以及
[0018]圖6根據(jù)本發(fā)明的蓄能裝置沿交線B-B的剖視圖。
[0019]圖1是蓄能裝置I的立體圖。在圖1所示的實施方式中，蓄能裝置I包括設置在中心處的基體3，該基體3大體上為矩形板狀類(立方體狀)設計。兩個相對布置的殼體部5a和殼體部5b連接至基體3，每個殼體部分別連接至基體3的側面。殼體部5a和殼體部5b在面向基體3的一側基本開放，以使得基體3用作兩個殼體部5a和殼體部5b的蓋。
[0020]本發(fā)明的另一個實施方式提供了僅僅連接至基體3的殼體部5a。第二殼體部5b實質上用于容納額外的蓄能單元(例如電池或者電容器)，該額外的蓄能單元能夠提高蓄能裝置I的總電容量。殼體部5a和殼體部5b優(yōu)選地通過螺絲安裝到基體3上，或者以其他方式固定到基體3上。優(yōu)選地，在基體3與殼體部5a和殼體部5b之間的支撐面的區(qū)域設置有O-型密封圈，從而確保基體3與殼體部5a和殼體部5b之間的緊密密封。
[0021 ]基體3和殼體部5a、殼體部5b都可以由塑料材料制成，特別是以噴射模塑法或者其他適當工藝制成?？梢韵氲降氖牵w3可以由傳熱性好的其他材料制成。例如，由金屬材料制造基體3，這也是可以想到。
[0022]在本發(fā)明的實施方式中，特別地，七個超級電容電池能夠設置在殼體部5a內，同時總共14個超級電容電池能夠布置在相對的殼體部5b中。因此，蓄能裝置的總容量明顯高于不具有相對布置的第二殼體部5b的實施方式。此外，殼體部5a包括端子11，特別地，該端子11配置為14-頻寬帶連接件(14-polig ausgebildet ist)，并且該端子11連接至導體板(在圖1中未示出)。在殼體部5a中的蓄能單元(從而，特別是布置在其中的超級電容器)也連接至各自的導體板。寬帶連接件7使蓄能單元能夠信號控制，以能夠(例如)監(jiān)測充電量、放電量、溫度和其他參數(shù)，從而相應地監(jiān)控和控制蓄能裝置的全部功能。例如，當上述蓄能裝置應用在機動車輛上時，例如，端子7可以連接至車輛總線系統(tǒng)和車輛機電系統(tǒng)相應的控制裝置。此外，殼體部5a包括接線頭端子，特別是“負極”端子9和“正極”端子11。
[0023]根據(jù)參照蓄能裝置I的安裝狀態(tài)(特別是安裝在機動車輛)的指向，蓄能裝置I包括上側13和下側15。在所述安裝狀態(tài)中，下側朝向地面，以使得在安裝狀態(tài)下的蓄能裝置I的高度方向h大體上與車輛一致。圖1中還示出了集成在基體3上的五個冷卻管道17a至17e，該五個冷卻管道17a至17e向蓄能裝置I的上側13開放。特別地，冷卻管道17a至17e同樣向基體3的下側15開放，以便在基體3上整體形成為通孔。
[0024]由于冷卻管道17a至17e集成在基體3上，因此，這些冷卻管道17a至17e不僅由兩個相對設置的側壁19s和側壁19b限制，此外還由將冷卻管道17a至17e彼此分隔的分隔條21限制。相對于蓄能裝置I的高度方向h，基本上垂直于高度方向h(并且從而垂直于冷卻管道17a至17e)延伸的側部進氣口 23設置在基體3的下三分之一處。流體連接至冷卻管道17a至17e的相應的進氣口 23優(yōu)選地設置在基體3的相對側上(圖1中未示出)。
[0025]圖1還清楚地表明，冷卻管道17a至17e具有基本上為矩形的橫截面，并且冷卻管道17a至17e占據(jù)了基體3的較大部分，使得在基體3主要由冷卻管道17a至17e構成，側壁19a和側壁19b和分隔條21僅占較小的體積比例。
[0026]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的蓄能裝置I的上側13的俯視圖。圖2清楚的示出饋電通路25和饋電通路25’ (a current feed-through)分別設置在兩個外側的冷卻管道17a和冷卻管道17e內，饋電通路25和饋電通路25’沿垂直于高度方向h的橫向q穿過基體3(特別是冷卻管道17a和17e)伸出。饋電通路25和饋電通路25 ’用于連接設置在殼體部5a和殼體部5b內的蓄能單元，并且特別地串聯(lián)所述蓄能單元，隨后他們的總能量能夠施加到端子9和端子11。
[0027]圖3進一步示出了具有兩個接線頭端子9和接線頭端子11以及寬帶連接件7的殼體部5a的側視圖。
[0028]圖4示出了蓄能裝置I的主視圖，圖中示出了位于殼體部5a和殼體部5b之間的基體3的夾層狀布置(sandwich-like arrangement)，以及在基體3的下三分之一處的另一個進氣口 23’的布置。
[0029]圖5示出了蓄能裝置I沿交線A_A(參見圖4)的剖視圖。因此，圖5示出了基體3