CN104380497B - 包括多个能量储存元件和改进的热耗散装置的能量储存模块及组装方法 - Google Patents

包括多个能量储存元件和改进的热耗散装置的能量储存模块及组装方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及能量储存模块(10)，所述能量储存模块(10)能够包括多个能量储存元件(14)，所述模块包括：包封件(16)，所述包封件(16)包括至少多个侧壁和两个端壁(18A、18B)并且尺寸能够包围能量储存元件；至少一个用于放置成接触的构件(22)，其至少部分地由导热材料制成，所述构件(22)旨在设置在至少一个能量储存元件与模块的被称为参照壁(20A)的侧壁之间，所述构件包括分别与参照壁(20A)和所述一个或多个能量储存元件(14)相关联的第一接触表面(24A)和第二接触表面(30A)，所述第一接触表面(24A)和第二接触表面(30A)的至少一者适配成紧靠着参照壁(20A)或所述一个或多个元件(14)的一者，并且所述构件被构造成使得第一接触表面与第二接触表面之间的距离能够变化。本发明还涉及组装模块的方法。

Description

包括多个能量储存元件和改进的热耗散装置的能量储存模块 及组装方法
技术领域
本发明的主题是包括多个能量储存元件的电力储存模块。
背景技术
所述电能储存元件可以包括电容器、电池、超级电容器等。这些元件的每一者通常包括电化学芯部和刚性外部壳体，所述电化学芯部储存电能并且包括至少一个正电极和一个负电极，所述刚性外部壳体机械地保护电化学芯部。电化学芯部连接至壳体使得可以从储存元件的外部达到储存元件的正极端子和负极端子。
模块为包括多个电能储存元件的组件，所述电能储存元件并排设置并且通常串联地电连接。其在单个块体中提供电能储存元件组件，相比于单一元件，所述单个块体支持更高的电压并且提供更大的储存容量。除了包括储存元件之外，其通常还包括许多功能元件(电绝缘、导热、储存元件的负载的平衡等)，所述功能元件保证了模块的合适操作。
包括多个并排设置的电能储存元件的电能储存模块是本领域中已知的。包括外部平行六面体包封件的该模块包括六个独立的壁，所述壁在模块的组装过程中彼此固定。其还包括导热垫，在所述导热垫上设置储存元件，所述垫将热从元件传导至模块的外部。所述壁中的一者，特别是模块的下方壁，也可以包括冷却散热片，所述冷却散热片用于将热更好地排出至模块的外部。
所述模块对于大部分应用来说是令人满意的。然而，对于一些应用来说，目的总是增加模块的体积容量。目前，体积容量的增加造成产生的热的增加，并且可能造成排热较差，或者为了改正该缺点，造成出于排热目的的体积增加，该增加的体积不能显著增加模块的体积容量。
发明内容
为了改正上述缺点，本发明的目的是能够包括多个电能储存元件的电能储存模块，所述模块包括：
-包封件，所述包封件包括至少多个侧壁和两个端壁，侧壁以单件的形式制成，单件其具有封闭轮廓并且尺寸能够包封电能储存元件，
-至少一个接触构件，所述接触构件至少部分地由导热材料制成，所述导热材料旨在设置在至少一个电能储存元件与模块的侧壁(被称为参照壁)之间，所述构件包括分别与参照壁和所述电能储存元件相关联的第一接触表面和第二接触表面，所述第一和第二接触表面中的至少一者适配成紧靠着参照壁或所述元件中的一者，并且所述构件被构造成使得第一与第二接触表面之间的距离可以变化。
“紧靠着”意指储存元件或参照壁将构件固定就位，并且有可能决定第一与第二接触表面之间的整体距离。
构件可以例如与元件和/或参照壁直接接触。也可以在接触构件与参照壁或储存元件之间插入非刚性件(例如垫或绝缘薄膜)。不考虑组件紧靠着这种非刚性件，这是因为所述非刚性件不太可能仅影响一个或另一个接触表面的位置和/或两个接触表面之间的距离。
上述特征“所述第一和第二接触表面中的至少一者适配成紧靠着参照壁或所述元件中的一者并且所述构件被构造成使得第一与第二接触表面之间的距离可以变化”也可以以如下形式表达：“所述构件包括第一接触表面、第二接触表面和位于第一接触表面与第二接触表面之间的至少一个可弹性变形的零件，参照壁和所述元件适配成分别对第一接触表面和第二接触表面受压使得第一接触表面与第二接触表面之间的距离通过可弹性变形的零件的变形而变化”。
通过这种方式，由于本发明，特别是不仅常规地(元件挤压其的壁，特别是模块的下方壁)而且通过构件和包封件的参照壁，热可以经由多个通道朝向模块的包封件疏散。
接触构件的第一和第二壁之间的距离可以变化的事实保证了在所有模块中元件挤压参照壁，而无论模块(特别是包封件)的不同件的制造公差。
因此可以通过接触构件而促进在包封件的水平处热的疏散而无需向接触构件增加散热片。然而可见的是，本发明不排除如上所限定的模块的保护，因此包封件装配有散热片。由于包封件的构造，这些散热片绝对不是必需的。
在一个特别优选的实施方案中，包封件的侧壁以单件的形式制成，所述单件具有封闭轮廓并且尺寸能够包封电能储存元件。
相比于现有技术，包括多个单件形式的壁的包封件实际上允许热在包封件内更好的循环，这是因为在两个相邻壁之间不存在材料的不连续性。热在包封件的不同的部分之间更好地分布并且包封件与空气的交换表面更大。
高度可以变化的接触构件通过最小化构件的高度从而容易地使元件在包封件中滑动，并且朝着包封件的壁挤压这些元件从而也允许热从元件朝向模块的包封件合适的排出(一旦元件插入模块中通过增加构件的高度)。
事实上，在将元件插入包封件的过程中，接触构件被构造成使得其高度小于元件与侧壁之间的高度，并且仍然不存在元件与包封件的壁的紧密接触。元件因此可以容易地以最佳方式插入和设置在所述件中。之后，构件的接触表面之间的高度变化从而通过构件对着包封件的能够耗散热的壁和参照壁挤压元件，从而优化所述排出。
根据本发明的优选的变体形式，在插入包封件的过程中，当用于控制该高度变化的元件与包封件的壁接触时，自动进行上述接触构件的高度变化。
还明显的是，根据本发明的模块具有其它优点，特别是：
-排热壁(元件任选地通过热垫挤压所述排热壁)不再必须为模块的下方壁，元件由于重力而与其紧密接触的壁(因为元件可以容易地挤压模块的任何壁而无需复杂的模块组装方法)。通过这种方式，在排热壁的选择方面存在更多的灵活性，并且可以根据包封模块的构件来选择最适合的壁(例如最接近冷却元件或更远离其它释放热的构件的壁)，
-已经部分形成的包封件(以单件形式制成的数个壁)简化了模块的组装方法，避免了壁相对于彼此的相对复杂的定位。此外，包封件相比于现有技术包括更少的件的事实避免了许多问题，例如包封件的不同件之间的紧密性的问题。因此可以简化模块的组装方法并且可以降低与模块制造相关的成本。
附图说明
现在将参考附图描述本发明，所述附图显示了本发明的非限制性实施方案，其中：
-图1为根据本发明的一个实施方案的电能储存模块的分解图，
-图2为属于图1的模块的接触构件的立体图，
-图3为图1的模块的模块芯部的立体图，
-图4为图1的模块芯部的填隙结构的立体图，
-图5为预安装之后的模块芯部和接触构件的一半的根据剖面线A–A的侧视图，
-图6根据本发明的第二个实施方案的接触构件的立体图，
-图7为图6的构件在组装构造(实线)和操作构造(虚线)下的横截面图，
-图8A和8B为根据本发明的第三个实施方案的模块在模块的组装方法的不同步骤下的侧视图，
-图9为图8A和8B的模块的详细立体截面图。
具体实施方式
如前所述，根据本发明的模块10；100能够包括多个电能储存元件14；114，并且包括：
-包封件16；116，所述包封件16；116包括至少多个侧壁和两个端壁18A；18B并且尺寸能够包封电能储存元件，
-至少一个接触构件22；80；122，所述接触构件22；80；122旨在插在至少一个电能储存元件与模块的侧壁(被称为参照壁20A；120A)之间，所述构件包括第一接触表面24A；86A；126A和第二接触表面30A；84A；124A，所述第一接触表面24A；86A；126A紧靠着参照壁20A；120A，所述第二接触表面30A；84A；124A紧靠着所述元件14；114，并且所述构件被构造成使得第一和第二接触表面之间的距离可以变化。
根据本发明的模块还可以包括一个或多个如下列出的特征：
-包封件的侧壁以单件20；120的形式制成，所述单件20；120具有封闭轮廓并且尺寸能够包封电能储存元件，
-包括侧壁的件20在其两个端部中的每一者处打开，模块还包括两个端壁18A–18B，所述端壁18A–18B独立于所述件并且能够在所述件的两个打开端部处封闭所述件。所述件具有管状形状并且可以以连续地方式制造。其还可以挤压成形。这进一步限制了模块的制造成本。可替代地，所述件可以与包封件的端壁中的一者整体形成并且仅在一个端部处打开从而在储存元件中滑动。组装步骤的数量减少但是所述件的制造更为复杂，
-包封件16；116具有平行六面体形式，所述件20包括四个侧壁。该构造事实上是模块体积方面的最佳构造，
-所述或至少一个接触构件22；80；122构造成能够至少根据与接触表面正交的方向弹性变形。由于所述件的设计，该弹性优选是所述件固有的，或者由于连接元件例如弹簧而存在所述的弹性。由于这种构件，接触表面之间的距离简单且有效地变化，这是因为该距离可以具有无限多个值。这也因此考虑了模块的元件的制造公差，
-在一个特别的实施方案中，所述或至少一个接触构件22包括主壁24和至少一个凸片26，所述主壁24形成第一接触表面24A或第二接触表面，所述凸片26包括相对于主壁的倾斜臂28和在臂的端部处的形成第一或第二接触表面30A的部分30。该实施方案是有利的，因为通过因此可以以单件形式制成的构件的形式而被赋予弹性，
-所述或至少一个接触构件22被构造成包括多个第二接触表面30A，每个第二接触表面30A旨在紧靠单独的储存元件14，所述元件被构造成特别能够至少根据与接触表面正交的方向变形，使得第一接触表面24A和每个第二接触表面30A之间的距离可以彼此独立。在一个特别有利的实施方案中，所述或至少一个接触构件22包括多个凸片26，每个凸片能够设置成与电能储存元件14对齐。事实上，在该情况下，接触构件考虑了由于元件的制造公差而造成的元件之间的轻微高度差异，所述接触构件处理每个储存元件单独并彼此独立地对包封件的挤压。该效果当然也可以通过不同于本文详细描述的其它设计而实现，例如如果构件具有不直接彼此连接并且各自通过弹簧连接至第一接触表面的第二接触表面，
-所述或至少一个接触构件22包括装置34、35，所述装置34、35用于将所述构件22保持在受压位置下。这保证了将构件22更好地插入包封件16中而无需外部介入。事实上可以选择构件在其加压位置下的高度，以使得当构件插入包封件中并且与对应的一个或多个储存元件接触时，在构件与参照壁之间存在空间。在一个特别的实施方案中，保持装置包括机械装置34、35(例如一个或多个凹槽)，所述机械装置34、35旨在与附接至至少一个储存元件的互补装置70协作从而使保持装置34、35起作用或停止作用。构件插入元件并且可以通过与连接至元件的装置70协作使其受压位置起作用或停止作用，使所述构件从组装位置转变成操作位置，在所述组装位置下所述构件具有第一高度并且可以容易地插入包封件中，在所述操作位置下所述构件具有更大的第二高度从而与包封件的壁和元件接触，
-模块包括至少一个电绝缘元件36；38，所述电绝缘元件36；38旨在设置在所述或至少一个接触构件与所述或至少一个储存元件14之间和/或设置在所述或至少一个储存元件与包封件16的与参照壁相对的侧壁之间。优选地，所述元件设置在模块芯部的上方和下方。所述或至少一个电绝缘元件还可以被压缩，这恢复了不同储存元件之间的高度差异。明显的是，该元件还优选导热从而允许到包封件的合适的热传递，
-包封件的与参照壁120A相对的壁120B被构造成使得其相对于参照壁的距离局部变化。其可以例如包括波纹121。该壁被构造成使得距离伸展不超过1cm，特别是不超过5mm。这种构造抵靠着壁挤压所有储存元件(即使是具有更小高度的那些)，而不会损坏可选择地设置在壁与这些受压的元件之间的热垫136从而更好地控制这些间隙。事实上，当壁120B不平坦并且具有可观高度的元件114设置在包封件中时，热垫高度受压。当参照壁120A与相对的壁120B之间的距离变化时，存在可以为热垫36留出空间使得热垫36变形的区域(所述区域离参照壁最远，不会与元件接触)。可替代性地，构件可以被构造成包括凹口，特别是具有狭槽构造从而允许构件在这些凹陷区域中变形。该类型的构造特别适配成接触构件不适合该接触构件在单个元件上高度调节的情况，
-模块包括单个参照壁20A、120A，所述单个参照壁20A、120A通过包封件16、116的下方壁或上方壁形成，构成与所有元件接触的更大的排出表面。然而模块还可以包括多个参照壁或当模块在其环境中没有就位时的竖直的一个参照壁，
-模块包括至少两个储存元件14；114的填隙结构50；150，所述填隙结构50；150由电绝缘材料，特别是塑料材料制成，并且包括多个外壳52从而接收至少一个电能储存元件14、114。所述结构50、150使元件相对于彼此楔合并且使其相对于彼此电绝缘。在根据本发明的方法中，由于通过滑动进行储存元件14、114的放置，所述结构是特别有利的，这是因为在将元件插入包封件之前所述结构确定并保持电能储存元件的相对位置因此使得操作者无需盲目地进行复杂的调节。此外，所述结构提供框架，所述框架用于将储存元件自动地设置在框架中，
-填隙结构50包括至少一个如下装置：
·协作装置70、151，所述协作装置70、151与所述或至少一个接触构件的机械装置34、35；130协作，
·用于电缆60的引导装置58，和/或
·用于容纳电连接件的装置56，所述装置56能够与连接至储存元件的互补连接装置协作，和/或
·用于容纳电子卡上的电连接件的装置68，和/或
·电子卡的机械紧固装置66，和/或
·至少一个传感器的机械紧固装置。
所述结构的存在用于通过模块上的整合功能进一步简化模块的制造方法。在将元件设置在结构上之前，特别将所有连接件组装在结构上，这使得能够在主要安装步骤链之外制备结构并且进一步降低模块的制造方法的成本。
本发明的另一个目的是电能储存模块10；100的组装方法，所述电能储存模块10；100旨在在包封件16中包括多个电能储存元件14；114，所述组装方法包括如下步骤：
-通过滑动至少一个电能储存元件14；114和接触构件22；80；122而插入包封件16；116的件20；120中，所述接触构件22；80；122包括第一接触表面24A；86A；126A和第二接触表面30A；84A；124A并且被构造成使得第一和第二接触表面之间的距离可以变化，所述件20；120具有封闭轮廓并且尺寸能够包封电能储存元件，进行插入使得构件的第二接触表面30A；84A；124A紧靠所述或至少一个元件并且接触表面之间的距离等于第一距离，
-改变接触构件22；80；122的构造使得第一和第二接触表面之间的距离等于第二距离，所述第二距离大于第一距离，并且第一接触表面24A；86A；126A紧靠着包封件的件的被称为参照壁20A；120A的壁。
明显的是，根据实施方案，构件和储存元件可以同时或单独地插入包封件中。
根据本发明的方法还可以包括一个或多个如下列出的特征：
-所述方法包括在插入步骤之前的所述元件14；114与构件22；122的连接步骤，将元件和构件插入包封件中是同时进行的，
-通过构件的机械装置34、35、130与附接至元件的互补装置70、151的协作进行连接步骤，并且通过解除机械装置与互补装置之间的协作进行改变构造的步骤，
-在储存元件和接触构件的连接步骤之前，所述方法包括至少两个储存元件14；114插入填隙结构50；150中的步骤，所述填隙结构50；150包括多个外壳52，所述外壳52分别能够接收至少一个储存元件。与构件协作的机械装置可以放置在填隙结构上，
-在填隙结构的定位步骤(特别是元件14插入填隙结构50中)之前，所述方法包括电连接元件(特别是至少一个电缆60、至少一个电子卡、至少一个连接器、至少一个传感器)在填隙结构50上的组装步骤。
更特别地，现在将描述图中显示的模块10。
正如图1中明显的，模块10首先包括全部模块芯部12，所述模块芯部12包括六个电能储存元件14，所述电能储存元件14将在下文更详细地描述。
其还包括包封件16，所述包封件16为基本上平行六面体的形状并且包括六个壁。该包封件由三个部分组成：第一端壁18A、第二端壁18B和包括模块的所有侧壁的件20。该件的形状为管状。其具有封闭轮廓并且尺寸当然能够接收模块芯部12和特别是元件14并且包封元件14。包封件通常由导热材料(例如金属材料)制成。
模块还包括接触构件22，所述接触构件22旨在插在所述件20的上方壁20A(也被称为参照壁)与模块芯部12之间。
如通过图2(其中构件立体显示)更清楚地可见，所述构件包括总体平坦的主壁24，所述主壁24的上表面形成第一接触表面24A，所述第一接触表面24A旨在紧靠所述件20的上方壁20A。构件22还包括六个凸片26，所述凸片26从主壁突出并且分布在构件上，使得当构件22在模块中放置就位时每个凸片与电能储存元件14相对。更特别地，构件22包括两排三个凸片。
更特别地，每个凸片26包括相对于主壁的倾斜臂28和在臂的自由端部处的端壁30，所述端壁30基本上平行于主壁并且所述端壁30的下表面形成第二接触表面30A，所述第二接触表面30A旨在紧靠所述元件中的一个。
构件还在主壁的两排凸片之间的中间部分中包括凹口32。材料桥形件34在主壁的与凸片相同的侧面上从主壁围绕凹口延伸并突出。这些材料桥形件连接每个凹口32的三个边缘部，其中两个边缘部与多排凸片相接。这些材料桥形件带有平行于主壁24的刃片35。该刃片35的结构和功能将在下文更详细地描述。
构件22由导热材料例如金属(例如钢或黄铜)制成从而将热从元件14传递至包封件16。构件22被构造成使得第一和第二接触表面之间的距离可以变化。事实上，由于每个凸片固有的弹性，端壁30相对于主壁24的位置可以根据凸片26上的外部压力而变化。
模块还包括热垫36，其旨在插在模块芯部12的下方端部与件20的下方壁20B之间。该热垫由电绝缘并且导热的材料，例如EPDM(乙烯-丙烯-二烯单体)制成。该材料还可弹性变形。因此热可以从元件朝向壁20B疏散。
模块还包括电绝缘并且导热的绝缘板层38，所述绝缘板层38旨在插在模块芯部12的上表面与接触构件22之间。该板层通常包括凹口69，所述凹口69能够通过凹槽70(如下文详细描述)以及凹口71而使模块芯部与构件22进行机械协作，所述凹口71用于相对于模块芯部来定位所述板层，并且与出于该目的而设置在所述芯部上的指状件78协作。然而这些凹口不与元件对齐从而避免两个元件14、114之间的任何短路。
可能出现的从模块芯部直至包封件的电流泄露得以最小化。
现在将通过图3至5来更具体地描述模块芯部12。该模块芯部包括六个电能储存元件14，每个元件常规地具有基本上圆柱体形状并且包括具有基部的管状壳体14A和盖子14B，所述基部形成元件的第一电端子(例如正极端子)，所述盖子14B与壳体14A例如通过插在这两个件之间的电绝缘接合件而电绝缘。盖子形成元件的第二电端子，例如负极端子。电能储存元件14包括端壁和圆柱体边缘部15，所述圆柱体边缘部15部分覆盖壳体14A的侧壁，该边缘部15的直径大于侧壁14A的直径。
元件14通过连接件40串联地电连接，所述连接件40由电导体和导热材料，特别是金属材料制成。这些连接件40各自连接给定元件14的第一端子和相邻元件14的第二端子。每个元件14在其每个端子处连接至不同的元件。模块芯部12还包括连接件42，所述连接件42没有将固定它们的元件(这些元件为设置在元件的串联布置的端部处的元件)连接至任何其它元件。这些连接件通过连接器44连接至模块的端子46，所述端子46在此设置在包封件的壁18B上，如图1中所示，模块通过端子46连接至外部元件。
模块芯部12还包括填隙结构50，其在图4中更为清楚。该填隙结构50由电绝缘材料，特别是塑料材料通过模制制成，使其具有复杂形式并且在该结构上集成了多种功能。
结构50包括多个外壳52，每个外壳的尺寸能够接收电能储存元件14。每个外壳还被边缘部54包封，所述边缘部54旨在与壳体14A的侧壁和盖子14B的边缘部15的自由端部协作，从而按照元件的轴向方向进行定心和固定就位。
该填隙结构50还包括位于外壳52之间的内凹的突出部56。这些突出部56被构造成用于使内凹式(不可见)电连接器，例如型支耳固定就位。这些连接器与连接至电能储存元件的电端子的互补的外凸式连接器协作。在此处描述的实施方案中，该互补的连接器为在基本上垂直于连接件的平面的平面中并且在电能储存元件14的端表面处设置在连接件40上的凸片57。由于所述凸片未合并至本发明，图中未显示所述凸片。
填隙结构50还包括电缆引导装置，所述电缆引导装置包括成对的可变形凸片58，电缆60可以通过夹紧而在所述凸片58之间插入。这些电缆60通常用在电能储存模块中从而将元件14连接至电子卡(图1中可见)，能够平衡模块的不同元件14的负载。这些电缆特别连接至设置在突出部56中的连接器并且在另一个端部处连接在电子卡上，正如下文详细描述。
电子卡旨在平行于填隙结构的支撑表面64竖直设置，位于填隙结构的一个端部处。填隙结构50还包括电子卡的紧固装置66，所述紧固装置66包括两个柄66A和两个定中插针66B，电子卡可以通过所述柄66A旋拧在结构50上，所述定中心插针66B能够定位所述电子卡。该结构50还包括用于固定与电子卡协作的电连接器的布置68。该布置在此为在支撑表面64中形成的凹口，与为了连接至电子卡所提供的布置相对。旨在设置在凹口68中的连接器连接至电缆60并且插入电子卡中。
填隙结构还在中间部分中包括钩子形状的凹槽70，所述凹槽70向上延伸并且旨在与连接至构件22的材料桥形件34的刃片35协作，从而保证模块芯部的预安装，如图5中所示。这些凹槽各自包括基本上竖直的臂72和在凹槽自由端部处的基本上水平的边缘部74，一旦元件插入填隙结构50中，所述臂72向上延伸从而超过元件。如图5中所示，该边缘部74旨在与形成材料桥形件的对应的水平表面的刃片35协作。材料桥形件34的分布(距离、定心)因此对应于凹槽70的分布。
当凹槽70和刃片35协作并且机械结合时，由于构件在凹槽70的作用下朝向填隙结构50挤压，构件22的高度，特别是第一和第二接触表面24A-30A之间的距离被预先确定。选择凹槽70和刃片35的高度使得凸片26在受压位置下。
除了旨在携带电子卡的支撑表面64之外，填隙结构50还包括侧壁76，当元件插入结构中时所述侧壁76在元件的整个高度上延伸，并且所述侧壁76在其它三个侧面上与所述结构相接从而包封所述其它三个侧面，因此使储存元件与包封件16绝缘。
填隙结构50还包括热垫36的定位装置，所述定位装置包括四个标定点78B，所述标定点78B分别位于填隙结构50的每个拐角处并且旨在与分别在热垫36中形成的对应的凹口79协作。这些标定点78B将热垫36结合至结构50从而使它们一起移动。如果必要的话，这些标定点78B还任选地结合结构50和绝缘板层38。
现在将描述上文描述的模块的组装方法。
在第一步骤的过程中，将所有连接件(电缆60、连接器、电子卡等)安装在填隙结构50上。由于填隙结构的存在，该操作事实上可以在将元件安装在结构上之前在主要组装链之外进行，这因此获得了时间收益。
然后将元件14插入为了该效果而设置的填隙结构的外壳52中。由于元件14旨在通过连接件串联连接，因而元件被设置成使得给定元件的第二端子(盖子14B)位于与相邻元件的第一端子(壳体14A的基部)相同的平面中。正如图5中可见，元件因此在结构50中首尾连接地设置。
之后，一旦元件14通过边缘部54被正确地定位，则将连接件40、42设置在元件上、元件14的端表面上，并且这些连接件被焊接至元件14的对应的端表面。然后将模块12的芯部翻转并且在另一侧上重复相同的操作。然后凸片附接至每个连接件使得凸片在其端部处插入填隙结构的凸耳58中。这将元件连接至填隙结构的连接件。明显的是，旨在插入凸耳的凸片可以以与连接件40、42单件形成的形式制成。
然后将以这种方式组装的模块芯部放置在垫36上并且绝缘材料的板层38也在模块芯部12的上表面上放置就位。这两个件36、38通过结构50的销钉78、78B设置。构件22然后在板层38上放置就位。将该构件22放置就位使得填隙结构的凹槽70与构件的刃片35协作。选择凹槽70的高度使得所得的组件的高度小于包封件16、116内的可用高度，特别是件20的可用高度，使得组件可以容易地插入包封件。凸片26各自设置成与电能储存元件14对齐并且被加压，特别是被挤压从而能够形成该构造。
在该构造中明显的是，构件22根据纵向方向的定位相对于填隙结构偏移并且构件在其与支撑表面64相对的表面的水平处超过填隙结构。
然后将端表面18B安装在模块芯部上，使得连接器44相对于模块的通过该壁18B承载的端子46正确地设置。
端表面18A也平行地组装在包封件16的件20上。
一旦这些子组件形成，通过首先插入所述结构的与支撑表面64相对的表面使得包括模块芯部的子组件滑入包封件的件20中。通过这种方式，构件22在结构50之前首先与端表面18A接触，这是因为构件22相对于结构50偏移。由于构件22通过填隙结构50的凹槽70固定在加压位置下，因而在构件的上方表面与包封件16的上方壁20A的下方表面之间存在间隙，使构件22滑入件20中并不困难。
一旦构件22与端壁18A接触，朝向壁18A继续推动模块芯部，直至端壁18B紧靠件20的对应的端部。在该步骤的过程中，结构50因此继续滑动直至壁18A，而构件22相对于该壁18A维持静止。由于构件22通过凹槽70与结构50保持牢靠，但结构50自由地朝向壁18A相对于构件22进行平移，因而凹槽70不会在该方向上保持构件22。
通过这种方式，凹槽70相对于构件的刃片35进行平移直至完全与刃片35脱离接合。一旦模块已经到达其最终构造，构件并且特别是凸片26因此不再被凹槽70施压。凸片26恢复其无压力的初始位置并且接触表面24A与30A之间的距离增长直至构件22的主壁24与包封件的上方壁20A接触。
明显的是，构件22特别有利地包括多个彼此独立的凸片26。事实上，凸片26可以根据元件14(凸片26与元件14相对设置)而被或多或少地加压并且恢复在元件的水平(制造公差)处的现有的高度变化。
一旦模块芯部插入包封件中，其维持仅将端壁18B固定至件20从而获得完成的模块。通过弹性接合件保证这些不同元件之间的紧密性，所述弹性接合件设置在件20与端壁18A、18B的界面处或者二次成型至这些元件的一者或另一者上。
相比于现有技术中已知的解决方案，完成的模块允许更好的热扩散，这是因为热经由两个单独的途径扩散：一方面通过热垫36和下方壁20B，另一方面通过构件22和上方壁20A。因此热更迅速地朝向模块的包封件16疏散。此外，由于包封件16具有以单件20形式制成的封闭轮廓，热容易地从模块的上方壁和/或下方壁扩散至竖直侧壁(无界面)。热在模块中得到最好地分布，因此与空气或模块环境中的其它元件(这里例如为与模块的下方壁接触设置的车辆的底盘)的交换表面更大。这也改进了排热。
参考图6和7，现在将描述之前描述的实施方案的变体形式。在该实施方案中，纵向构件80(充当接触构件)插入件20中，以代替包括凸片26的构件22。这些纵向构件也基本上根据包封件的整个纵向尺寸而延伸并且由金属制成。纵向构件80各自设置成与一排三个储存元件14对齐。
正如可见的，每个纵向构件80包括Z–形轮廓件82，所述Z–形轮廓件82具有在多个元件上的支撑壁84(在该情况下为下方壁)和在参照壁20A上的支撑壁86(在该情况下为上方壁)。这两个壁84、86通过对角壁88连接，所述对角壁88使得轮廓件在与壁84、86正交(当纵向构件80设置在所述件20中时，也与壁20A、20B正交)的方向上获得一些弹性，这是因为轮廓件的高度可以根据对角壁的倾斜而变化，正如在图7中以实线和虚线所示的位置之间可见。支撑壁84、86分别限定第一和第二接触表面84A、86A。由于纵向构件的构造，这些壁和接触表面之间的距离可变。
轮廓件82还在其对角壁88中包括多个开口89，所述开口89在轮廓件的整个长度上对称和均匀地分布。
在每个开口89中将弹簧90放置就位，所述弹簧90的第一端部连接至(倚靠)轮廓件的上方壁86，并且其第二端部连接至(倚靠)轮廓件的下方壁84。
弹簧90通过钳具92固定至处于压缩下的加压位置，亦即其长度小于其静止长度，所述钳具92包括分别附接至弹簧的端部的两个分支部94、96并且具有预定长度(对应于弹簧90在加压状态下的长度，因此小于弹簧的静止长度)，如图7中可见。替代性地，保持装置可以包括一个或多个竖直凸片，所述凸片连接纵向构件80的壁84、86，所述凸片是易破的。
当纵向构件80插入件20(同时或没有同时在模块芯部12上)中时，弹簧90通过钳具92在加压位置下，构成模块的组装位置，如图7中实线所示。由于壁84、86之间的距离选择成使得在支撑壁86的上方表面86A和包封件的参照壁20A的下方表面之间存在间隙，因而纵向构件容易地插入件。之后，移动钳具92使得弹簧90倾向于恢复其静止长度，有效地增加每个纵向构件80的高度使得纵向构件80紧靠着包封件的上方壁20A。纵向构件80的对应构造在图7中以虚线显示。
所述纵向构件抵着模块的热耗散壁20B挤压元件14，而与不同元件(件20，元件14)的制造公差无关。然而，在该情况下，在纵向构件的水平下不考虑元件的尺寸离散，因为单个纵向构件倚靠在3个单独的元件上。
清楚的是，弹簧90的静止长度选择成，在给定制造间隙情况下，使得通过弹簧90伸展而受压的纵向构件80可以抵靠着耗散壁20B挤压元件14，即使元件14具有最小尺寸而件20具有其最大尺寸。弹簧90的静止长度特别地大于当纵向构件80在操作构造下时弹簧的长度。
还清楚的是，将弹簧90保持在加压位置下的钳具92能够与连接至如前述实施方案中所示一个或多个元件14的元件(特别是塑料结构50的元件)协作，从而在组装的过程中自动停止作用。当塑料结构50紧靠包封件16的壁18A时，附接至塑料结构50(比如，在凹槽例如凹槽70的端部处)的点可以在钳具92的薄弱区域中敲击每个钳具92从而打破或松开每个钳具92。
根据本发明的模块的又一个实施方案在图8A和8B中所示。这些图以截面的形式显示了在将模块芯部112组装在件120中的过程中的模块100和在将模块芯部插入件120之后的模块。
图8A以截面的形式显示了其中已经插入接触构件122的件120。该构件122(此时位于模块芯部的下方)包括主壁124，所述主壁124基本上平坦并且平行于参照壁(在此为所述件的下方壁)并且与通过钳具127预加压的多个弹簧126形成单件，所述钳具127将弹簧126保持在压缩状态下，这些弹簧126位于构件的主壁124与模块的参照壁120A(对应于所述件120的下方壁)之间。主壁124的上方表面124A形成接触表面124A，所述接触表面124A旨在与元件114接触，而不同的弹簧126的下方端部形成另一个接触表面126A，所述接触表面126A旨在与包封件的参照壁120A接触。由于存在弹簧126，接触表面124A、126A之间的距离当然是可变的。
钳具127在两个分支部132、134之间以小于弹簧126的静止长度的长度将弹簧126保持压缩状态下，如前所述。为了更好地保持每个弹簧126，钳具127的分支部132、134可以具有类似叉状物的形状，弹簧设置在叉状物的两个齿之间。整体具有这样的形状使得在预加压构造下并且被模块芯部从顶部盖住的构件122的高度小于所述件120内的可用高度。
设置在主壁124之上的是模块芯部，所述模块芯部包括元件114，所述元件114通过连接件140连接并且被热垫136覆盖，元件还包括在填隙结构150中。明显的是，填隙结构包括定位柄151，所述定位柄151插入保持壁(具体为接触构件122的主壁124)的孔130中。这些柄还进入钳具127的位于钳具127的额外臂135上的孔133中，所述额外臂135在上方分支部134的延长线上但是不用于夹住弹簧，如图9中更清楚可见，图9为钳具127的保持壁124和弹簧在孔130、133的水平处的布置的详细的立体截面图。
之后，如图8B中可见，朝着模块的(在图中的)右端推动结构(在该情况下接触构件122已经在模块中就位)。因此朝着孔130的右端推动柄151并且跟着柄151来拉动钳具127(由于柄151插在孔133中)。这将弹簧126释放，所述弹簧126由于其预加压位置而倾向于伸长，以大于距离D1的距离D2(在图8B中)来覆盖参照壁120A与主壁124之间的距离D1(在图8A中)。该距离D2为元件114与热耗散壁120B形成热接触的距离，更具体地为热垫136与热耗散壁120B形成接触的距离，如图8B中可见。
如图8A和8B中还可见，不同于第一个实施方案的热耗散壁20B，该热耗散壁120B可以为波纹的。这些波纹121在所述件120的整个纵向尺寸上延伸并且充分接近使得与每个元件114对齐的热垫136能够在多处与壁120B接触。这些波纹121优选具有不超过1cm的高度从而避免增加模块的体积。特别地它们的间隔小于2cm。在上方壁上设置存在波纹121从而不破坏热垫136。
事实上，根据所述件120和特别是元件114的制造公差，使元件114与壁120B形成热接触而待获得的距离并不始终相同，因此热垫136不能始终以相同方式被压缩。在此，垫136在壁120B的最接近壁120A的区域160的水平处与上方壁紧密接触，而不考虑不同元件的制造公差。然而，当垫136必须被高度压缩时，如果超过其压缩极限很可能破坏所述垫136。通过在接触区域160之间布置区域162避免该现象，在所述区域162中热垫136没有被压缩并且甚至可以“减弱”在接触区域的水平处经历的压缩。
清楚的是，上述实施方案不以限制性方式描述本发明。相对于所描述的内容，本发明可以具有多个变体形式，所有变体形式落入权利要求的范围内。例如：
-参照壁可以为所述件20的任何壁。所述件还可以包括多个参照壁；所述件可以例如包括两个整体正交的参照壁，从而在与包封件相对的拐角中挤压模块，
-模块可以不是平行六面体，
-热耗散壁的形状不限于上文所述。而且，为了实现与通过波纹所实现的相同的功能，热垫可以局部中空。应注意到当接触构件包括独立的弹性装置以用于调节第一接触表面和与每个元件对齐的第二接触表面之间的距离时，将热耗散壁构造成使其具有局部高度变化似乎不是必要的，
-侧壁不必为单件形式，
-包封件的所述件可以包括端壁中的一者，
-接触构件为与包封件的侧壁或填隙结构成单件的形式，
-接触构件的数目可以不同于上文所述。模块可以例如包括特定于每个元件的接触构件，
-接触构件可以部分地由热绝缘材料制成，
-接触构件的形状(截面等)不限于上文所述，
-可以引入热垫代替或补充支撑壁24与元件14之间的绝缘板层38。模块也可以不包括热垫和/或绝缘板层(如果接触构件不由导电材料制成)和/或包封件由电绝缘的非金属材料制成，
-填隙结构是任选的。其形状及其集成功能不限于上文所述。
相似地，对于组装方法，步骤可以根据模块中存在或不存在的元件而变化。步骤的顺序不限于如上所述。例如，对于例如图1的模块，端壁18B可以在将其固定至所述件20之前或者在将电子卡固定至结构之前，在完成组装时被固定至模块芯部。移动钳具或保持装置的方式也可以不同于上文所述。

Claims (17)

1.电能储存模块，所述电能储存模块能够包括多个电能储存元件，所述模块包括：
-包封件，所述包封件包括至少多个侧壁和两个端壁并且尺寸能够包封所述电能储存元件，
-至少一个接触构件，所述接触构件至少部分地由导热材料制成，所述导热材料旨在设置在至少一个电能储存元件与电能储存模块的包封件的被称为参照壁的侧壁之间，所述接触构件包括分别与参照壁和所述电能储存元件相关联的第一接触表面和第二接触表面，所述第一接触表面和第二接触表面的至少一者适配成紧靠着参照壁或所述电能储存元件中的一者，并且所述接触构件被构造成使得第一与第二接触表面之间的距离能够变化,其中,所述接触构件包括机械装置，并且所述电能储存元件设有与所述机械装置协作的互补装置,所述机械装置与所述互补装置构造成使得,在将电能储存元件插入到包封件中的过程中,通过将机械装置与互补装置之间的协作解除,从而使得接触构件的第一接触表面与第二接触表面之间的距离的变化能够自动操作。
2.根据前述权利要求所述的电能储存模块，其中所述接触构件包括第一接触表面、第二接触表面以及位于第一接触表面与第二接触表面之间的至少一个可弹性变形的零件，参照壁和所述电能储存元件适配成分别对第一接触表面和第二接触表面施压使得第一接触表面与第二接触表面之间的距离通过可弹性变形的零件的变形而变化。
3.根据权利要求1或2所述的电能储存模块，其中包封件的侧壁以单件的形式制成，所述单件具有封闭轮廓并且尺寸能够包封所述电能储存元件。
4.根据权利要求3所述的电能储存模块，其中所述包封件还包括与侧壁成单件形式的端壁。
5.根据权利要求3所述的电能储存模块，其中包括所述侧壁的包封件在其两个端部处打开，所述电能储存模块进一步包括两个端壁，每个端壁分别独立于所述包封件并且能够在打开端部处封闭所述件。
6.根据权利要求1或2所述的电能储存模块，其中至少一个接触构件被构造成包括多个第二接触表面，每个第二接触表面旨在紧靠着单独的电能储存元件，所述接触构件被构造成使得第一接触表面与每个第二接触表面之间的距离能够彼此独立。
7.根据权利要求1或2所述的电能储存模块，其中至少一个接触构件被构造成能够至少在与第一接触表面和第二接触表面正交的方向上弹性变形。
8.根据权利要求7所述的电能储存模块，其中至少一个接触构件包括主壁和至少一个凸片，该主壁形成第一接触表面或第二接触表面，所述凸片包括相对于所述主壁倾斜的臂和在所述臂的端部处的形成第二或第一接触表面的部分。
9.根据权利要求6所述的电能储存模块，其中至少一个接触构件构造成能够至少在与第一接触表面和第二接触表面正交的方向上弹性变形，并且至少一个接触构件包括主壁和多个凸片，该主壁形成第一接触表面或第二接触表面，所述凸片包括相对于所述主壁倾斜的臂和在所述臂的端部处的形成第二或第一接触表面的部分，每个凸片适配成设置成与电能储存元件对齐。
10.根据权利要求1或2所述的电能储存模块，其中所述机械装置将所述接触构件保持在加压位置下,并且所述机械装置为一个或多个刃片或钳具。
11.根据权利要求1或2所述的电能储存模块，所述电能储存模块包括至少一个电绝缘元件，所述电绝缘元件设置在至少一个接触构件与至少一个电能储存元件之间和/或设置在至少一个电能储存元件与包封件的与参照壁相对的侧壁之间。
12.根据权利要求1或2所述的电能储存模块，所述电能储存模块包括通过包封件的下方壁或上方壁构成的单个参照壁。
13.根据权利要求1或2所述的电能储存模块，所述电能储存模块包括至少两个电能储存元件的填隙结构，所述填隙结构由电绝缘材料制成并且包括多个外壳，每个外壳旨在接收一个或多个电能储存元件。
14.根据利要求13所述的模块，其中所述填隙结构包括至少一个如下装置：
-互补装置，所述互补装置与至少一个接触构件的机械装置协作，-电缆的引导装置，和/或
-用于容纳电连接器的装置，所述装置能够与连接至电能储存元件的互补装置协作，和/或
-用于容纳电子卡上的连接器的装置，和/或
-用于紧固电子卡的装置，和/或至少一个传感器的紧固装置。
15.电能储存模块的组装方法，所述电能储存模块旨在在包封件中包括多个电能储存元件，所述组装方法包括如下步骤：
-通过滑动到具有封闭轮廓并且尺寸能够包封所述电能储存元件的包封件的件中而将至少一个电能储存元件和一个接触构件插入,所述电能储存元件设有互补装置，而所述接触构件包括第一接触表面和第二接触表面，以及与所述互补装置协作的机械装置，所述接触构件被构造成使得，在将电能储存元件插入到包封件的过程中第一接触表面与第二接触表面之间的距离能够自动变化，进行插入使得接触构件的第二接触表面紧靠至少一个电能储存元件并且接触表面之间的距离等于第一距离，
-改变接触构件的构造使得第一接触表面与第二接触表面之间的距离等于第二距离，所述第二距离大于第一距离，并且第一接触表面紧靠包封件的件的被称为参照壁的壁，所述改变通过将机械装置与互补装置之间的协作解除而实现。
16.根据权利要求15所述的方法，包括在插入步骤之前的所述电能储存元件与接触构件的连接步骤，将所述电能储存元件和所述接触构件插入包封件中是同时进行的。
17.根据权利要求15和16任一项所述的方法，在电能储存元件和接触构件的插入和/或连接步骤之前，所述方法包括至少两个电能储存元件在填隙结构中的插入步骤，所述填隙结构包括多个外壳，所述外壳适配成分别接收至少一个电能储存元件，所述填隙结构包括互补装置。
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