CN102099945A - 电池和制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池，尤其是电化学电池，如例如铅酸蓄电池和一种制造电池的方法。电池具有一个用于容纳电化学部件的外壳和一个绝热的外套(2，3，5)。在外套中布置电子部件(6，7)，它们与外壳处于热接触。本发明还涉及一种用于制造这种电池的方法。

Description

电池和制造方法

本发明涉及一种电池，尤其是电化学电池，如例如铅酸蓄电池和一种制造电池的方法。

由现有技术中已知电化学电池，其被用作汽车的起动器电池。这种电池的实际功率和寿命极大地取决于温度，这是充分公知的。

为了提高实际功率和寿命，至今为此提出的建议是对电池热绝缘和调节温度。为此需要将电池外壳蒙上一种绝热材料并且在电池外壳上固定一个面加热器。

这种措施的说明可以优选由文献中获取，因为这种电池还没有批量地制造，至少没有作为起动器电池制造。

用于制造电化学电池的工艺已经非常成熟，因为多数涉及的是大批量生产。相应地，制造成本和价格也低。为了将不仅具有绝热机构而且具有电子调节的加热机构的新型蓄能器系统投入市场，同样需要使用高效的制造工艺，以保持小的制造成本。

铅酸蓄电池具有由耐酸塑料制成的外壳。至今为止，试验和小批量制造的框架、电子部件如加热器，温度传感器和电子控制电路被粘接在电池外壳上。由此保证良好的传热。但是在保持各个参数如例如粘接剂的恒定的成分、粘接部位的纯净方面，这种粘接技术要求很高的费用，并且在粘接期间的空气湿度和环境温度也要求很高。如果没有保持最佳的参数，那么该粘接部可能会松开。这导致在膜式加热器和电池外壳之间的传热变差。

因此存在需要，这样地设计用于制造绝热的和电子控制的电池的制造工艺，其保证在电子部件如例如加热器和温度传感器之间最佳传热并且尽管如此仍降低用于这些制造步骤的成本，由此导出本发明的任务。

该任务通过按照权利要求1所述的电池和按照权利要求6所述的制造方法解决。

按照本发明的电池包括一个常规的电池外壳，其中布置本身已知的电化学部件。一种典型的此类型的电池是铅酸蓄电池。为了隔热或隔冷，电池用绝热的外套包围。用于这种外套的材料由一种泡沫塑料构成。与将电子部件固定在电池外壳上的现有技术不同，在按照权利要求1所述的本发明中，电子部件被布置在绝热的外套内侧面里面或上面。这尤其是涉及必须与外壳热接触的部件，也就是说，被设置用于加热电池的加热器和探测电池外壳的温度的传感器。

本发明具有一系列的优点，它们也与按照权利要求6所述的方法发明相关联并且由此在一起描述:

用于固定电子部件的费用很小，因为绝热的外套的材料足够厚，从而部件被压入空隙中并且因此已经通过夹紧而被保持住。可以任凭专业人员决定，附加地用粘接剂固定部件，如果这是需要的话。此外技术人员可以选择这样的绝缘材料，该绝缘材料具有要求的弹性特性，用于将这些部件夹持地可靠地保持在空隙中。本发明的另一个优点在于，可以采用不同的高效的工艺将部件与该绝缘材料连接。如例如可以借助于机器人插入电子部件，也自动地进行布线并且借助于焊接机器人制造导线与电子部件之间的接通。

为了将电子部件与绝缘材料连接起来，也可以应用其它的工艺。如例如可以将具有全部部件的整个电子电路布置在一个薄的柔性薄膜上，该薄膜被卷绕在一个滚筒上。绝缘材料卷绕在一个第二滚筒上。为了将电子电路与绝缘材料连接起来，该柔性的薄膜和绝缘材料一起被引导通过两个辊子的辊隙并且被相互挤压在一起。接下来这样地切割绝缘材料，使得电池外壳的底面和四个侧面形成一个表面单元。在另外的加工步骤中，被切割出的绝缘材料与挤压在其上的或粘接在其上的电子电路被围绕电池外壳设置，这也是自动地实施的。

对一些可能的工艺的描述表明，按照权利要求1和6所述的发明能够实现一种具有高效率的电池制造，而没有出现特别困难的工艺问题。

仅仅要注意的是，自动的制造步骤这样地实施，使得至少加热器和温度传感器与电池外壳处于热接触。

为了保证这种热接触，在按照权利要求2所述的发明的一个有利的改进方案中，在绝热的外套的材料和电子部件之间布置一个弹性的中间层。这个弹性的中间层将加热器和温度传感器挤压到电池外壳上。

如果按照权利要求3在电子部件和电池外壳之间设置一个弹性的或软塑料的导热层，则实现传热另一种改善。

按照权利要求6，要求一种用于制造按照权利要求1所述的电池的方法，其中该方法具有以下步骤:

提供具有集成的并且至少部分地相互电路连接的电子部件的绝热外套的部件。如果电池这样地构造，即将加热器布置在起动器电池的一个纵侧面上和将温度传感器包括控制电子机构一起布置在相对的纵侧面上，那么相应的绝缘板上必须预先安装上这些构件并且准备好。

现在，接着的是将电化学部件，即电极组，插入电池外壳中的加工步骤，电池外壳随后被封闭。这个加工步骤对应于常规的制作工艺，因此不需要详细说明。

如果电池被封闭，即如果存在一个常规的没有被绝缘的电池，那么该电池被用热绝缘（部件）包围，在该热绝缘（部件）中已经布置了电子部件。

按照权利要求7，用于电池的底面和四个侧面的绝缘部件形成一个单元。这意味着，底面和四个侧面或者被一起下料，或者单独地下料并且然后被相互连接起来。这例如可以这样地实施，将各单个的绝缘部件布置在一个平面中的预定的位置上并且接着用一种自粘接的膜覆盖。对于技术人员来说显然为此还具有其它的工艺备选方案。

按照权利要求8，用于底面和四个侧面的部件借助于膜铰链相互连接起来。这些膜铰链尤其是在绝缘材料相对较厚并且否则不能够被折弯90度时是特别需要的。这种铰链的制造可以通过被加热的压模的压紧等等来实施。如前所述，如果各单独的下料出来的绝缘部件被粘接在一个自粘接的膜上，那么也由此形成所希望的膜铰链。

本发明的其它措施和优点由以下结合所附的示意图对实施例的描述中得出。

图1a和b显示了裁切的绝缘材料板，其中

图1a显示了用于电池的底面和侧面的板，

图1b显示了用于电池的顶面的板。

图2显示了一个常规的电池。

图3显示了在对电池绝缘时的方法步骤。

图1a显示了用于使图2所示电池4的底板2和侧面3绝缘的裁切的绝缘材料1。图1b显示了用于盖住电池的绝缘材料5。

附图标记6表示用于容纳加热器的空隙，7表示用于容纳温度传感器的空隙。

图3a，b显示了在电池侧壁上施加绝缘的方法步骤。在底板绝缘2和侧面3之间的部段形成铰链8。可以用手或者自动地例如借助于可控制的压紧板实施绝缘的安置。也可以用手或者自动地放置上用于覆盖电池的绝缘材料5。

图3c示意地显示了完全被绝缘的电池。这个用于制造电池的示例仅仅显示了各种不同的可能性之一。该绝缘也可以由6个单独的板组成，它们用合适的手段固定到电池上。对于应用按照本发明的的技术教导的关键的特征是，在这些板中的至少一个中设置用于容纳至少一个电子构件的空隙并且在该板被固定到电池上之前该构件布置在该板中。

按照所述的实施形式，技术人员可以完全获取本发明的技术教导。显然，技术人员可以借助于本发明的教导改进、修改和组合这些实施形式。因此这些没有明确指出的或示出的其它实施形式也落入以下权利要求书的保护范围中。

Claims (8)

1.电池(4)，其包括一个用于容纳电化学部件的外壳，一个绝热的外套(2，3，5)和与外壳处于热接触的电子部件，其特征在于，电子部件(6，7)布置在绝热的外套(2，3，5)上面或里面。

2.按照权利要求1所述的电池，其特征在于，在绝热的外套(2，3，5)的材料和电子部件(6，7)之间布置一个弹性的中间层。

3.按照权利要求1或2所述的电池，其特征在于，在电子部件(6，7)和电池的外壳之间设置一个弹性的或软塑料的导热层。

4.按照前述权利要求之一所述的电池，其特征在于，电子部件是电的面加热器。

5.按照前述权利要求之一所述的电池，其特征在于，电子部件是传感器。

6.用于制造电池的方法，该电池包括一个用于容纳电化学部件的外壳，一个绝热的外套(2，3，5)和与外壳处于热接触的电子部件，其中所述方法包括以下步骤:

a. 提供用于绝热的外套(2，3，5)的部件，将电子部件(6，7)集成到这些部件中并且至少部分地相互连接起来，

b. 将电化学部件插入外壳中，

c. 封闭外壳和

d. 将绝热的外套(2，3，5)的部件安置到外壳上并且将设置的电子部件(6，7)接头与电池的极接通。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，用于电池的底面和四个侧面的部件形成一个单元。

8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，用于电池的底面和四个侧面的部件借助于膜铰链相互连接起来。

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