用于制造能量供给单元的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制造优选用于车辆的能量供给单元的方法，所述能量供给单元具有壳体和设置在所述壳体中的堆，所述堆构成为燃料电池单体堆、电池堆或电容器堆，所述方法包括下述步骤：提供所述壳体，所述壳体包括第一牵拉件板、第二牵拉件板、第一压力板装置和第二压力板装置，将每个压力板装置固定在每个牵拉件板上，在两个牵拉件板之间和两个压力板装置之间设置所述堆。将夹紧力施加到两个压力板装置上，以夹紧所述堆，并且在将夹紧力保持到两个压力板装置上期间，至少将第一压力板装置固定在两个牵拉件板上，其中，至少一个压力板装置包括公差补偿系统，所述公差补偿系统包括要与所述牵拉件板牢固地连接的端板、设置在端板和所述堆之间的挤压板并且包括调节装置，其中，经由所述调节装置改变在端板和挤压板之间的间距。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造能量供给单元的方法
本专利技术涉及一种用于制造能量供给单元的方法。能量供给单元包括壳体，所述壳体具有设置在其中的堆。所述堆构成为燃料电池单体堆、电池堆或电容器堆。能量供给单元尤其在车辆中使用。
技术介绍
燃料电池单体堆通常具有多个彼此堆叠的双极板。尤其用于聚合物膜燃料电池单体的双极板必须在压力下夹紧，以便在相应的使用寿命中确保介质(氢气、空气和冷却剂)彼此之间和对外的电接触和密封。此外，燃料电池单体堆必须受到保护以防止环境影响并且必须防止氢气的不受控溢出。在运行中和在事故情况下必须确保高压安全性。此外在此考虑电池堆。在电池堆中，多个电化学电池单体彼此堆叠。例如构成为锂离子蓄电池的电池堆也必须在压力下夹紧，以便在使用寿命中确保功能。通常为了夹紧相应的堆而在两端上设置有压力板。所述压力板经由牵拉件相互连接。所述牵拉件例如构成为螺纹杆、夹紧带或金属条。由牵拉件、压力板和堆构成的单元通常设置在一个介质密封且电绝缘的壳体中。压力板也可支撑在“外部的”壳体上，使得壳体的纵向侧用作牵拉件。在这种情况下需要的是，壳体的朝向燃料电池单体堆的侧非常抗弯曲地构成并且必要时在燃料电池单体堆侧面上需要“内部的”压力板，以便将壳体的夹紧力传递到燃料电池单体堆上。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种方法，使得能够实现低成本的、轻质构造的和安全的能量供给单元，其优选用于机动车。此外，本专利技术的目的是提出一种相应的能量供给单元。能量供给单元在此理解为能量和功率储存器以及能量转换器。所述目的的解决方案通过独立权利要求的特征来实现。从属权利要求的技术方案是本专利技术的有利的设计方案。因此，所述目的通过一种用于制造能量供给单元的方法来实现。能量供给单元有利地使用在车辆中。在车辆中，能量供给单元优选用于对车辆的电驱动器进行供电。在此公开的能量供给单元包括壳体和设置在壳体中的堆。所述堆构成为燃料电池单体堆、电池堆或具有多个电容器元件的电容器堆。壳体包括四个主要组成部分：两个相对置的牵拉件板和两个相对置的压力板装置。壳体的至少四个侧至少部分地通过两个牵拉件板和两个压力板装置形成。为此，能量供给单元有利地长方体形状地构成。其余两个纵向侧尤其通过盖封闭。所述堆在两个牵拉件板之间和在两个压力板装置之间设置。两个压力板装置分别以其内侧指向所述堆。如已经描述的那样，堆的各个元件(双极板、电极-膜单元和燃料电池单体的气体扩散介质以及接触介质或者电池或电池单体或电容器的电子化学元件)相对于彼此夹紧。通过所述夹紧，将力作用到压力板装置上，所述力将两个压力板装置向外压开。为了接纳所述力而使用两个牵拉件板。在本专利技术的范围中，在此优选能够提出，牵拉件板不仅满足牵拉件的传统功能，而且至少同时形成壳体的两侧。因此，优选在此能够不使用传统的牵拉件，而是使用板状元件，所述板状元件覆盖堆的主要部分。优选提出，在壳体内弃用传统的牵拉件。所述堆、尤其燃料电池单体堆的各个元件沿堆叠方向具有不同的高度。这是由于例如气体扩散层的制造公差引起的。该设计方案通过如下方式允许在所有公差情况下确保施加到堆上的力，即，在每个堆中能够调整牵拉元件与至少一个压力板的重叠。然后，所述连接(例如焊接)根据位置来实施并且对于每个堆都是个体化的。此外，牵拉件板也能够用作堆元件的侧向支撑(燃料电池单体、电池单体、电容器)。力能够至少暂时由牵拉件板施加到堆上。对于牵拉件板一方面作为壳体组成部分并且另一方面作为牵拉件而言重要的是，在将牵拉件板固定在压力板装置上期间，以夹紧的方式保持所述堆。为此设有以下方法流程：首先，将所述堆设置在两个牵拉件板之间和在两个压力板装置之间。紧接着将夹紧力施加到两个压力板装置上。因此将两个压力板装置压向所述堆，以便因此夹紧所述堆。在将借助于外部设备产生的夹紧力保持到两个压力板装置上并且进而保持到所述堆上期间，将第一压力板装置固定到两个牵拉件板上。对于在第二压力板装置和两个牵拉件板之间的连接而言存在不同的可行性：根据第一可行性，第二压力板装置在施加夹紧力之前就已经与两个牵拉件板连接。根据第二可行性，第二压力板装置在将夹紧力保持到两个压力板装置上期间固定到两个牵拉件板上。还提供第三可行性，在该第三可行性中，第二压力板装置与两个牵拉件板一件式地、即一体地制成。此外可行的是，牵拉件板包围纵向侧。优选地，牵拉件板也可以仅部分地覆盖壳体的其侧，然后附加的壳体元件可以覆盖牵拉件侧上的自由面。一旦两个牵拉件板与两个压力板装置牢固地连接，就能够调节夹紧力的施加。自该时间点起，两个牵拉件板将压力板装置和进而所述堆以夹紧的方式保持。至少一个压力板装置包括公差补偿系统。所述公差补偿系统包括端板、设置在端板和堆之间的挤压板并且包括调节装置，所述端板通常牢固地与牵拉件板连接。在端板和挤压板之间的间距通过操纵调节装置来改变。优选提出，第一压力板装置材料锁合地与两个牵拉件板连接。在将夹紧力保持到两个压力板装置上期间实现所述材料锁合连接。尤其，对于材料锁合连接选择焊接连接。尤其当压力板装置和/或相应的牵拉件板由塑料制成时，替选于焊接连接，也能够选择粘接连接。在所述堆上，平行于压力板装置限定堆宽度。在第一压力板装置和两个牵拉件板之间的材料锁合连接在接缝长度上延伸。优选提出，接缝长度为堆宽度的至少50％、优选至少70％、特别优选至少80％。接缝长度尽可能长地构成，以便一方面实现在牵拉件板和压力板装置之间的牢固连接，并且另一方面在该部位处介质密封地封闭所述壳体。可能的结构上的设计方案(例如在壳体的棱边上具有连接元件)会导致接缝长度不能构成为超过堆的堆宽度的100％。还提出的是，两个压力板中的至少一个压力板可松开地与牵拉件板连接。即使对于第二压力板装置在两个牵拉件板上的固定也尤其提供材料锁合连接。接缝长度又如上所述尽可能长地构成。优选地，用纤维增强塑料缠绕所述壳体。尤其在两个压力板装置与两个牵拉件板牢固地连接之后进行所述缠绕。在此，缠绕部围绕两个牵拉件板和两个压力板装置延伸。在缠绕部中的多数纤维优选沿纵向方向延伸，即从一个压力板装置延伸到另一个压力板装置。因此，纤维辅助牵拉件板的作为牵拉件的功能。缠绕部的使用能够实现将牵拉件板相对轻地构造。对于缠绕部能够使用连续纤维条或相应的织物带、尤其是胶带。所述纤维尤其是玻璃纤维、玄武岩纤维或碳纤维。有利地，在第一压力板装置中和/或在第二压力板装置中设置有至少一个介质接口。介质接口用于在堆和环境之间交换至少一种气态的或液态的介质。例如在将堆构造为燃料电池单体堆时，燃料、氧化剂和冷却液必须越过壳体进行交换。电池堆通常也经由液体冷却。在用纤维增强塑料缠绕壳体时，有利地要注意的是，介质接口不被缠绕部覆盖。特别优选地提出，在至少一个压力板装置中构成两个单独的介质接口，其中，所述缠绕部在两个介质接口之间延伸。本专利技术还包括能量供给单元，所述能量供给单元包括所描述的壳体和所描述的堆。所述能量供给单元有利地用于车辆中。也在能量供给单元的领域中优选提出，使用两个牵拉件板，所述牵拉件板既作为牵拉件也作为壳体构件起作用。因此，两个牵拉件板形成壳体的两侧并且与两个压力板装置连接，以便将夹紧力保持到堆上。在这里公开的方法的范围中描述的有利的设计方案和从属权利要求相应地有利地应用于能量供给单元。以相反的方式，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于制造能量供给单元(1)的方法，所述能量供给单元具有壳体(2)和设置在所述壳体(2)中的堆(3)，所述堆构成为燃料电池单体堆、电池堆或电容器堆，所述方法包括下述步骤：提供所述壳体(2)，所述壳体包括第一牵拉件板(5)、第二牵拉件板(5)、第一压力板装置(6)和第二压力板装置(7)，其中，将每个压力板装置(6、7)固定在每个牵拉件板(5)上，并且两个牵拉件板(5)和两个压力板装置(6、7)形成所述壳体(2)的四个侧，在两个牵拉件板(5)之间和两个压力板装置(6、7)之间设置所述堆(3)，将夹紧力施加到两个压力板装置(6、7)上，以夹紧所述堆(3)，以及在将夹紧力保持到两个压力板装置(6、7)上期间，至少将第一压力板装置(6)固定在两个牵拉件板(5)上，其中，至少一个压力板装置(6、7)包括公差补偿系统，所述公差补偿系统包括要与牵拉件板(5)牢固地连接的端板(20)、设置在所述端板(20)和所述堆(3)之间的挤压板(27)并且包括调节装置，其中，经由所述调节装置改变在所述端板(20)和所述挤压板(27)之间的间距。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.16 DE 102015225351.11.用于制造能量供给单元(1)的方法，所述能量供给单元具有壳体(2)和设置在所述壳体(2)中的堆(3)，所述堆构成为燃料电池单体堆、电池堆或电容器堆，所述方法包括下述步骤：提供所述壳体(2)，所述壳体包括第一牵拉件板(5)、第二牵拉件板(5)、第一压力板装置(6)和第二压力板装置(7)，其中，将每个压力板装置(6、7)固定在每个牵拉件板(5)上，并且两个牵拉件板(5)和两个压力板装置(6、7)形成所述壳体(2)的四个侧，在两个牵拉件板(5)之间和两个压力板装置(6、7)之间设置所述堆(3)，将夹紧力施加到两个压力板装置(6、7)上，以夹紧所述堆(3)，以及在将夹紧力保持到两个压力板装置(6、7)上期间，至少将第一压力板装置(6)固定在两个牵拉件板(5)上，其中，至少一个压力板装置(6、7)包括公差补偿系统，所述公差补偿系统包括要与牵拉件板(5)牢固地连接的端板(20)、设置在所述端板(20)和所述堆(3)之间的挤压板(27)并且包括调节装置，其中，经由所述调节装置改变在所述端板(20)和所述挤压板(27)之间的间距。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在两个牵拉件板(5)与两个压力板装置(6、7)牢固地连接之后，操纵所述调节装置，以改变在端板(20)和挤压板(27)之间的间距。3.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，从外部、穿过牵拉件板(5)之一和/或穿过压力板装置(6、7)来操纵所述调节装置，以改变在端板(20)和挤压板(27)之间的间距。4.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，所述调节装置包括螺钉(28)，并且挤压板(27)借助于所述螺钉(28)支撑在端板(20)上。5.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，将在挤压板(27)和端板(20)之间的偏心轮用作调节装置。6.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，调节装置包括在挤压板(27)和端板(20)之间的自由空间(30)，并且将可硬化的材料注入所述自由空间(30)中。7.根据权利要求6所述的方法，其中，设有缸/活塞系统(29)，将可硬化的材料注入缸中并且进而移动活塞，其中，活塞移动挤压板(27)。8.根据权利要求6所述的方法，其中，设有缸...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·艾岑伯格，S·哈斯，T·霍夫勒，M·默泽，L·维特兴，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE