固定元件，蓄电池和所述蓄电池的制造方法
【专利说明】固定元件，蓄电池和所述蓄电池的制造方法
[0001]本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的用于在蓄电池的壳体的电池单元室中机械地固定电化学蓄电池的电极板组的固定元件。本发明此外涉及一种按照权利要求15所述的具有这种固定元件的蓄电池以及一种按照权利要求16所述的用于制造这种蓄电池的方法。
[0002]本发明一般地涉及电化学蓄电池的领域。这种蓄电池例如在机动车领域中起动器电池的形式得到广泛应用。本发明的领域不仅涉及具有液态电解质的电化学蓄电池而且具有非液态电解质的电化学蓄电池。
[0003]本发明尤其涉及具有正的和负的电极板的铅酸蓄电池，这些电极板形成电极板组，电极板中的至少一个极性的电极板被密封在隔板(分隔器)中。这种蓄电池例如从EP1077496A2是已知的。
[0004]在例如在机动车的运行中，这种蓄电池遭受强烈的振动或摇动力。由此蓄电池的部件，尤其是电极板组会受到损坏，这可能导致蓄电池寿命的缩短。
[0005]本发明基于的任务是提供进一步提高这种蓄电池的抗振动的可能性。
[0006]这个任务按照权利要求1通过一种用于在蓄电池的壳体的电池单元室中机械地固定电化学蓄电池的电极板组的固定元件来解决，其中，壳体具有一个或多个电池单元室并且每个电池单元室被设计用于容纳一个电极板组，其中，固定元件具有至少一个第一固定区，该第一固定区被设计用于通过与电极板组直接的或间接的机械接触来机械地固定电极板组，其中，固定元件附加地被设计用于机械地固定由固定元件机械地固定的电极板组的至少一个电池单元连接元件，其中，电池单元连接元件被设置用于将电极板组与相邻的电极板组或与蓄电池的连接端子电接触，并且其中，固定元件具有用于固定电池单元连接元件的至少一个第二固定区，该第二固定区被设计用于通过与电池单元连接元件直接的或间接的机械接触来机械地固定电池单元连接元件。在直接的机械接触的情况下，第一固定区可与电极板组接触，或第二固定区可以与电池单元连接元件接触。在间接的机械接触的情况下，分别可以在第一固定区和电极板组或第二固定区和电池单元连接元件之间设置传力机构，例如粘接剂，接合剂或弹性构件。
[0007]本发明具有优点，即通过一个且相同的固定元件能够机械地固定电极板组和电池单元连接元件两者，并因此布置在蓄电池的壳体的电池单元室中的主要元件已经被固定并且因此被保护免遭关于振动的损坏。不仅电极板组而且至少一个电池单元连接元件的机械固定可以有利地通过单个固定元件来实现。在尤其成批生产电化学蓄电池的情况下这具有显著的优点并且导致制造过程的合理化，因为不再需要使用多个单独的部件并配合和固定在壳体壁上，而是每个电池单元室只需要插入一个或两个固定元件。通过按照本发明的固定元件可以减少和吸收不仅电池单元连接器的和电池单元室的电极板组两者的运动能量，该运动能量由蓄电池的振动和运动引起，例如由于行驶的机动车。由此能够可靠地防止电池单元连接器和电极板组的电极板遭受不可逆的损坏。
[0008]作为电极板组是指多个电极板的某种布置，例如交替地正的和负的电极板。在此情况下例如可以至少将一个极性的电极板封装入隔板中。作为电极板组则是指封装的和/或未封装的电极板的布置。如果隔板在上侧突出于电极板之上，那么优选地或仅仅通过第一固定区与突出的隔板的直接的或间接的机械接触实现对电极板组的机械固定。
[0009]本发明原则上适用于所有类型的电化学蓄电池。在所谓的商用车电池，即用于商用车如卡车、公共汽车、挂车和拖车的蓄电池中使用本发明证明是特别有利的。在这些类型的机动车中，使用的蓄电池承受特别高的振动负荷。
[0010]可能的是将固定元件经由第一固定区固定在电极板组上并经由第二固定区固定在要固定的电池单元连接元件上。由此实现电极板组相对于电池单元连接元件的至少一个固定，这也已经产生减小振动的作用。备选地或附加地，固定元件也可以与蓄电池的壳体的部件，例如壳体壁，连接。由此可以进一步增进电极板组和电池单元连接元件的固定和进一步减小作用于这些元件上的振动负荷。
[0011]按照本发明的一个有利的扩展方案，固定元件具有多个相互间隔的连结区，它们被设计用于将固定元件固定在蓄电池的壳体。这具有优点，即固定元件能够被安装在蓄电池的壳体上并且由此可以防止或至少减小电极板组和电池单元连接元件相对于蓄电池的壳体的运动。固定元件可以尤其具有至少三个相互间隔的连结区。由此可以实现固定元件在蓄电池壳体上的机械地限定的、稳固的安装，该安装此外是是静定的。
[0012]按照本发明的一个有利的扩展方案，一个、多个或全部连结区形成在从所述固定元件的中心背离的固定元件的外部区域上。这些连结区例如可以设计成外部安装表面，例如焊接或粘接表面。
[0013]按照本发明的一个有利的扩展方案，一个、多个或全部连结区被设计用于安装在蓄电池的内部壳体壁上或蓄电池的电池单元室的内部壳体壁上。这允许将固定元件简单并且快速地定位在蓄电池壳体中或在蓄电池壳体的电池单元室中以及快速地固定在一个或多个内部壳体壁上。
[0014]按照本发明的一个有利的扩展方案，一个、多个或全部连结区被设计用于借助于粘附连接安装在蓄电池壳体上，尤其通过模制，熔化，焊接或粘接固定在蓄电池壳体上。这也允许使制造蓄电池合理化，因为固定元件能够被简单和快速地固定在蓄电池壳体上。粘附连接此外确保固定元件安装在蓄电池壳体上的足够的稳固性。
[0015]按照本发明的一个有利的扩展方案，固定元件被配置成固定桥，它被设计用于安装在电池单元室的至少两个相对置的壁上并且由此形成在这些壁之间的桥。这允许固定元件在蓄电池壳体上的稳定的安装并同时允许要固定的元件，即电极板组和电池单元连接元件，的可靠的机械固定。
[0016]按照本发明的一个有利的扩展方案，固定元件被设计成相对于电化学蓄电池按照规范的标准安装位置被布置在电池单元室中电极板组上方。在标准安装位置上，蓄电池壳体的底部通常处于水平位置上并且位于下方。通过将固定元件布置在电极板组上方，可以在制造蓄电池期间在插入电极板组之后通过电池单元连接元件简单地和快速地从上方定位固定元件和然后与壳体连接。电极板组和电池单元连接元件然后出于所有意图和目的被夹持在固定元件和蓄电池壳体的底部之间并且由此被可靠地固定。
[0017]按照本发明的一个有利的扩展方案，固定元件被设计用于同时地固定布置在电极板组的对置的末端区域处的电极板组的至少两个电池单元连接元件并且为此具有两个相应的固定区。由此进一步增进固定元件的功能。因此，单个固定元件可以同时机械地固定电极板组和两个电池单元连接元件并且保护它们免遭振动负荷。
[0018]如果固定元件被设计成用于固定电极板组和仅仅一个电池单元连接元件，那么可以说该固定元件可以被配置成如前述类型的“半个”固定元件或“半个”固定桥。使用两个固定元件以固定一个电池单元室的两个电池单元连接元件，它们分别固定一个电池单元连接元件连同该电池单元室的电极板组。
[0019]按照本发明的一个有利的扩展方案，固定元件是对称设计的，尤其是关于一个对称轴线镜像对称。这具有优点，即简化了固定元件配合入电池单元室中的其安装位置，因为不需要遵循确定的取向。事实上，固定元件可以不仅在第一取向而且在与此被转过180°的第二取向上安装并且在两种情况下都同样地履行它的功能。
[0020]按照本发明的一个有利的扩展方案，固定元件被设计用于分别关于电化学蓄电池按照规范的标准安装位置在垂直方向上和同时在水平方向上机械地固定电极板组和/或电池单元连接元件。这种在多个空间方向上的固定可以实现在蓄电池的壳体中特别低负荷地设置电池单元连接元件和电极板组，由此所述的构件被特别可靠地保护而免遭振动力和由此导致的损坏。
[0021]电极板组和/或电池单元连接元件在水平方向上的固定可以通过相应的夹持力和由此产生的在固定元件和电极板组或电池单元连接元件之间的摩擦力来实现，或者通过粘接剂或附加地或备选地通过固定元件的相应地成形的第一和/或第二固定区，它们可以形成与电极板组/电池单元连接元件的正连接。
[0022]按照本发明的一个有利的扩展方案，固定元件在面向要固定的电极板组的底面上具有至少一个由某种材料制成的缓冲元件，该材料具有比固定元件的材料更高的弹性。固定元件例如可以由聚丙烯(PP)制造。缓冲元件例如可以由弹性体构成，例如以橡胶类型的元件的形式。尤其可以使用热塑性弹性体。这具有优点，即缓冲元件可以模制在固定元件上。备选地，缓冲元件也可以粘接在或螺纹拧接在固定元件上。
[0023]按照本发明的一个有利的扩展方案，缓冲元件布置在固定元件上的第一固定区中。缓冲元件尤其可以设计成条形的缓冲元件，它基本上覆盖固定元件