CN104685665B - 电能存储器模块和用于制造电能存储器模块的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电能存储器模块，其包括至少一个存储器单体叠组（7），所述存储器单体叠组具有：多个组的第一平坦地平行的能量存储器单体（1），所述第一能量存储器单体分别具有第一电极元件（1a）；平坦地平行于第一能量存储器单体（1）的组设置的、多个组的第二平坦地平行的能量存储器单体（2），所述第二能量存储器单体分别具有第二电极元件（2a）。第一和第二能量存储器单体（1；2）的组交替地沿着所述存储器单体叠组（7）的第一延伸方向布置，并且第一电极元件（1a）在存储器单体叠组（7）的侧面上具有与在所述存储器单体叠组（7）的该侧面上的第二电极元件（2a）不同的极性。能量存储器模块还包括多个平坦的接触元件（5），所述接触元件设置在所述存储器单体叠组（7）的侧面上，所述接触元件使相邻组的第一和第二能量存储器单体（1；2）进行电连接，且所述接触元件分别横跨所述存储器单体叠组（7）的宽度地基本上与相邻组的第一和第二能量存储器单体（1；2）的所有第一或第二电极元件（1a；2a）进行接触。所述能量存储器单体（1；2）在所述存储器单体叠组（7；7a；7b）的沿着延伸方向设置的第二侧面（9a）上具有排气孔（9）。所述能量存储器模块包括排气通道（12），所述排气通道越过所述能量存储器单体（1；2）的排气孔（9）沿着所述第二侧面（9a）平坦地平行于所述存储器单体叠组形成，并且所述排气通道设计用于，将从所述能量存储器单体（1；2）通过所述排气孔（9）排出的微粒状物质从所述存储器单体叠组（7；7a；7b）导出。

Description

电能存储器模块和用于制造电能存储器模块的方法

技术领域

本发明涉及一种电能存储器模块和用于制造电能存储器模块的方法。

背景技术

通常从电能存储器单体获取直流电，或者将直流电输入到所述电能存储器单体中。因此，能量存储器单体的此前已知的结构被设计用于优化所述能量存储器单体的专门的能量密度或功率密度和欧姆内部电阻。

在电能存储器单体的多种应用中，存储器单体在串联或并联的布置中彼此连接成电池模块，以便调节所希望的初始参数，如总电压、电压范围、内能或功率密度。如果由这种能量存储器单体获得了具有上升的交变分量的电流，则与频率相关地对能量存储器单体的所分配的电感的影响得以上升。能量存储器单体的感应损失由电极、极电路和电极在壳体中的布置的损失贡献的各个分量组成。此外，在kHz范围内的工作频率时，由于趋肤效应，损失可能在承载着电流的区域中出现，以及涡流可能在能导电的面、例如在壳体中出现。

文献DE 10 2010 035 114 A1例如公开了一种具有多个单体单元的电池单元，所述单体单元分别具有蓄电池单体，所述蓄电池单体通过总线轨而电耦合。

此外必要的是，在电池单体中设置排气孔，通过所述排气孔能使微粒状物质从电池单体排出。通常，电池单体还通过冷却板来散热。

文献DE 40 19 462 A1例如公开了一种块状结构方式的铅蓄电池，其中在块盖部中设置排气通道，所述排气通道将从电池单体通过排气孔排出的微粒状物质向外导出。

存在对由一个或多个能量存储器单体组成的能量存储器模块的要求，所述能量存储器单体在获取高频的交流电方面具有较小的损失，并且由此改善了安装了所述能量存储器单体的系统的效率，此外其中可以优化单体散热以及单体排气。

发明内容

根据一个方面，本发明实现了一种电能存储器模块，其包括至少一个存储器单体叠组，所述存储器单体叠组具有：多个组的第一平坦地平行的能量存储器单体，所述第一能量存储器单体分别具有第一电极元件；平坦地平行于第一能量存储器单体的组设置的、多个组的第二平坦地平行的能量存储器单体，所述第二能量存储器单体分别具有第二电极元件。在这种情况中，第一和第二能量存储器单体的组交替地沿着所述存储器单体叠组的第一延伸方向布置，并且在存储器单体叠组的第一侧面上所述第一电极元件具有与在所述存储器单体叠组的所述侧面上的所述第二电极元件不同的极性。所述能量存储器模块此外包括多个平坦的接触元件，所述接触元件设置在所述存储器单体叠组的侧面上，所述接触元件使相邻组的第一和第二能量存储器单体实现电连接，并且所述接触元件分别横跨所述存储器单体叠组的宽度地基本上与相邻组的第一和第二能量存储器单体的所有第一或第二电极元件进行接触。在这种情况中，所述能量存储器单体在所述存储器单体叠组的沿着延伸方向设置的第二侧面上分别具有排气孔。所述能量存储器模块此外包括排气通道，所述排气通道经由所述能量存储器单体的排气孔沿着所述第二侧面平坦地平行于所述存储器单体叠组地形成，并且所述排气通道设计用于，将从所述能量存储器单体通过所述排气孔排出的微粒状物质从所述存储器单体叠组导出。

根据另一个方面，本发明实现了一种用于制造电能存储器模块的方法，具有下述步骤：多个组的第一平坦地平行的能量存储器单体和平坦地平行于第一能量存储器单体的组布置的多个组的第二平坦地平行的能量存储器单体沿着所述存储器单体叠组的第一延伸方向交替地布置在至少一个存储器单体叠组中，所述第一能量存储器单体分别具有第一电极元件，所述第二能量存储器单体分别具有第二电极元件，其中在所述存储器单体叠组的侧面上所述第一电极元件具有与在所述存储器单体叠组的侧面上所述第二电极元件不同的极性；相邻组的第一和第二能量存储器单体的基本上所有第一或第二电极元件分别横跨所述存储器单体叠组的宽度地利用多个平坦的接触元件进行接触，所述接触元件设置在所述存储器单体叠组的侧面上，并且所述接触元件使相邻组的第一和第二能量存储器单体实现电连接。在这种情况中，所述能量存储器单体在所述存储器单体叠组的沿着延伸方向设置的第二侧面上分别具有排气孔。在另一步骤中，所述方法包括下述步骤：经由所述能量存储器单体的排气孔沿着所述第二侧面平坦地平行于所述存储器单体叠组来布置排气通道，其中所述排气通道设计用于，将从所述能量存储器单体通过排气孔排出的微粒状物质从所述存储器单体叠组导出。

本发明的优点

本发明的构思是，由于在能量存储器模块内部和/或在其壳体中在操控电能存储器模块时出现的涡流而引起的损失利用具有尽可能小的内部单体电感的能量存储器模块的适合的内部结构来降低，并且同时确保了优化的排气和散热。为此，所述电能存储器模块的能量存储器单体以适合的方式如此布置，使得一方面必要的、引导电流的导体元件的总长度并且另一方面在各个被连接的能量存储器单体和壳体部分之间的接触过渡部的数量得以最小化。在能量存储器单体叠组的侧面上，在沿着所述侧面延伸的排气通道中收集从能量存储器单体排出的气体，并且向外导出所述气体。

显著优点在于，特别是在从能量存储器模块获取高频交流电时可以使得所述损失能量得以显著降低。特别是在具有集成的变频器、所谓的电池直接变频器（“batterydirect inverter”，BDI）的电池系统中—其中快速地变换经由电池模块的电流流通以用于改变电流电压—非常有利的是损失能量的降低。

另一种优点在于，通过下述方式改善了这种能量存储器模块的短时间动力特性：使能量存储器单体根据负载变换的能量输出或载荷输出的延迟得以最小化。由此能以有利的方式省略其它可能的补偿构件、例如缓冲电容器，这一点可以使得装入能量存储器单体或能量存储器模块的构件的结构空间要求以及制造成本得以降低。

此外，由于通过所述能量存储器单体避免了电感的损失分量，所以可以改善电磁的兼容性（EMV），这是因为减少了所查明的电磁场并且可以降低对相邻电子元件的干扰影响。此外，尽可能降低例如由于趋肤效应而引起的欧姆损失，这一点有利地随着提高的效率和较小的变热而出现。

同时优点在于，通过平坦的气体收集管道而优化的气体排放。这一点减小了整个系统的结构高度。有利地，在形成极触头时所述排气通道不会妨碍，从而不必在一方面较小的模块电感和另一方面优化的排气之间进行权衡。

通过整个结构，此外在将冷却板设置在所述存储器单体叠组的自由的侧面上时能实现优化的散热。

根据一种实施方式，根据本发明的能量存储器模块此外可以包括：第一平坦的极触头，所述第一极触头与在所述存储器单体叠组的第一端面上布置的第一能量存储器单体的组的第一电极元件进行电接触；第二平坦的极触头，所述第二极触头与在所述存储器单体叠组的第二端面上布置的第二能量存储器单体的组的第二电极元件进行电接触，其中所述第一平坦的极触头和所述第二平坦的极触头彼此平行地沿着所述存储器单体叠组的侧面进行引导。

替代地，根据本发明的能量存储器模块可以包括两个在侧面上彼此邻近的存储器单体叠组，所述存储器单体叠组分别具有第一平坦地平行的能量存储器单体的组和第二平坦地平行的能量存储器单体的组。

在此，根据本发明的能量存储器模块此外可以包括：第一平坦的极触头，所述第一极触头与在第一存储器单体叠组的端面上布置的第一能量存储器单体的组的第一电极元件进行电接触；以及第二平坦的极触头，所述第二极触头与在第二存储器单体叠组的端面上布置的第一能量存储器单体的组的第一电极元件进行电接触，其中所述第一平坦的极触头和所述第二平坦的极触头彼此平行地布置在所述两个存储器单体叠组之间。

根据另一种实施方式，根据本发明的能量存储器模块此外可以包括绝缘层，所述绝缘层布置在所述第一平坦的极触头和所述第二平坦的极触头之间以使所述极触头实现电绝缘。

按照根据本发明的能量存储器模块的另一种实施方式，所述绝缘层可以设计成一种具有高介电常数的电介质层，其在所述极触头之间形成了低电感的电容式的路径。这一点能进一步降低所述能量存储器模块的模块电感。

按照根据本发明的能量存储器模块的另一种实施方式，所述能量存储器模块此外可以包括冷却板，所述冷却板平坦地平行地沿着所述存储器单体叠组的与所述第二侧面对置的第三侧面来设置，并且所述冷却板被设计用于，将在运行所述能量存储器单体时产生的废热从所述能量存储器模块排出。通过所述冷却板还能非常好地对能量存储器模块的金属导体进行散热。

在一种有利的实施方式中，所述冷却板可以凸出于所述存储器单体叠组的至少一个端面。在凸出于所述存储器单体叠组的端面的区段上可以设置功率电子组件。由此，所述冷却板可以承担双功能，并且同时还承担用于能量存储器模块的切换元件和驱动电路，例如在用于电驱动系统的电池直接变频器电路中。

根据另一种实施方式，根据本发明的能量存储器模块此外可以包括壳体，所述壳体包围第一平坦地平行的能量存储器单体的组、第二平坦地平行的能量存储器单体的组和多个接触元件。在这种情况中，所述壳体可以由不能导电的或仅能较少导电的材料制成。

按照根据本发明的能量存储器模块的另一种实施方式，所述排气通道可以完全覆盖所述存储器单体叠组的第二侧面。这一点能够在流体横截面相同时实现排气通道的非常平坦的几何结构，由此可以使能量存储器模块的总结构高度最小化。

在一种有利的实施方式中，所述排气通道可以由金属材料制成。

按照根据本发明的方法的一种实施方式，此外可以实施下述步骤：平坦地平行地沿着所述存储器单体叠组的与所述第二侧面对置的第三侧面来布置一种冷却板，其中所述冷却板设计用于，将在运行所述能量存储器单体时产生的废热从所述能量存储器模块排出。

本发明的实施例的其它特征和优点由下面的说明参照附图给出。

附图简要说明

其中示出了：

图1示出了电能存储器单体的布置的示意图；

图2示出了根据本发明的一种实施方式的电能存储器模块的基本结构的示意图；

图3示出了根据本发明的另一种实施方式的电能存储器模块的基本结构的示意图；

图4示出了根据本发明的另一种实施方式的电能存储器模块的基本结构的示意图；

图5示出了根据本发明的另一种实施方式的电能存储器模块的示意图；和

图6示出了用于制造根据本发明的另一种实施方式的电能存储器模块的方法的示意图。

具体实施方式

下面应用的方向术语、这就是说概念如“左侧”、“右侧”、“上侧”、“下侧”、“前侧”、“后侧”、“之上”、“之下”等仅用于更好地理解附图，并且在任何情况下都不应视为对通常情况的限制。相同的附图标记通常表示相同的或起相同作用的部件。

在本发明的意义上的电能存储器单体包括下列全部装置：所述装置在预先给定的时间间隔内存储电能，并且在另一时间间隔内能够重新发出电能。在此，在本发明的意义上的能量存储器单体包括所有类型的次级和初级能量存储器、特别是电容式、电化学式（法拉第式）以及组合工作的存储器类型。在此，所考虑的时间间隔可以包括从秒至小时、天或年。电能存储器单体例如可以包括锂-离子-电池、锂-聚合物-电池、镍-金属氢化物-电池、超大电容器、超级电容器、电力电容器、快速电池（BatCaps）、基于铅、锌、钠、锂、镁、硫或其它金属、元素或合金的蓄电池、或者类似的系统。在此，本发明所包括的电能存储器单体的功能可以基于与含水的、非质子的或聚合的电解质组合的插入式电极、反应式电极或合金电极。

在此，在本发明的意义上的电能存储器单体的结构不仅可以包括不同的外部结构形状、例如棱柱形的形状或者所谓的“囊状的（Pouch）” -形状，而且还可以包括不同的电极构造，例如卷绕的、堆集的、折叠的构造或其它构造。

在本发明的意义上的电极元件可以由不同的、能导电的材料、例如金属材料来制造。在本发明的意义上的电极元件可以被涂层，以三维的方式进行填充或/和以较大的有效表面来制造。在此，扁平的电极元件可以根据存储器工艺而具有不同的尺寸，电极元件的厚度例如可以具有几个μm 至几个mm的尺寸级别。电极元件可以被折叠、堆集或卷绕、并且可以设置成，在所述电极元件之间形成绝缘层或隔离层，所述绝缘层或隔离层可以使电极元件彼此进行电分离，并且在单体壳体内可以使电解质分离到各个区域中。还能够以两极的形式来构造所述电极元件。该电极元件的扁平形状可以构造成正方形、矩形、圆形、椭圆形或者其它任意形状。

在本发明的意义上的电能存储器模块包括多个组件，其在壳体中具有一个或多个电能存储器单体，其中所述电能存储器单体以适合的方式彼此电耦合，以便确保所述能量存储器单体的串联或并联。在此，电能存储器模块可以具有模块接头，在其上可以截取基于电能存储器模块电能存储器单体内部连接的输出电压。

在本发明的意义上的壳体包括下述全部构件：所述构件具有用于容置一个或多个电能存储器单体以及电能存储器单体的能导电的连接元件的凹槽，并且所述构件能以机械和/或电的方式相对于外界屏蔽所容置的能量存储器单体和元件。在此，壳体可以具有能导电的材料、不能导电或导电性能差的材料或者由这些类型的材料的部分范围所组成的组合，例如塑料、金属、由金属制成的合金。在此，壳体的形状和尺寸可以匹配于所容置的能量存储器单体和元件。

图1示出了电能存储器单体的布置10的示意图。所述布置10包括多个平坦的电能存储器单体1和2，所述电能存储器单体沿着其平面法线方向侧面对侧面或者说并排地（Seite an Seite）布置成存储器单体叠组7。在此，所述存储器单体叠组7具有第一延伸方向，所述第一延伸方向在图1中例如从左向右延伸。所述存储器单体叠组7可以分别具有四角形的端面，所述端面通过四个侧面沿着第一延伸方向连接起来。在图1的示例性的实施例中，所述存储器单体叠组7具有矩形的端面，其中然而其它端面形状、例如正方形形状或梯形形状同样是可行的。

所述能量存储器单体1和2具有多个电极元件1a或2a。所述电极元件1a或2a例如可以具有以螺旋形的方式彼此卷绕的电极、堆集的电极或彼此折叠的电极。在此，对于每个能量存储器单体1或2来说可以存在不同极性的电极元件，所述电极元件在能量存储器单体1或2内部彼此电隔离。所述电极元件例如可以是由能导电的材料制成的平坦层，所述层以梳状结构平坦地彼此嵌合。所述电极元件还可以已经通过对于由被涂层的电极元件所制成的带进行卷绕或折叠来形成交替的堆叠形状。在此应明确，给出了很多可能性，即将电极元件1a或2a布置在能量存储器单体1或2中，并且一种布置的选择可以基于所应用的存储器工艺、在能量存储器单体1或2的外部形状方面的边缘条件和/或能量存储器单体1或2的要实现的电特征。例如下述情况可能是有利的，所述电极元件1a或2a以下述方式进行布置：最大化地利用所述能量存储器单体1或2的内部体积。

所述能量存储器单体1与能量存储器单体2不同之处在于，所述能量存储器单体在其极性方面镜像地布置在存储器单体叠组7中。换句话说，所述能量存储器单体1以下述方式进行布置：所述能量存储器单体在存储器单体叠组7的前侧面上具有正极性的电极元件1a，并且在存储器单体叠组7的后侧面上具有负极性的电极元件1a。与此相反，所述能量存储器单体2以下述方式进行布置：所述能量存储器单体在存储器单体叠组7的前侧面上具有负极性的电极元件2a，并且在存储器单体叠组7的后侧面上具有正极性的电极元件2a。在此，所述能量存储器单体1和2可以例如分别通过隔离元件3彼此电绝缘。所述隔离元件3特别是用于隔离在部段中的电解质，以便不超过在该部段内在电解质中的确定的电位差。在此，所述隔离元件例如可以具有不能导电的或仅能较少导电的材料的薄层。分别并排布置的、沿相同方向取向的能量存储器单体l或2的数量在图1中示例性地示出为三个，然而其中相同取向的并排布置的能量存储器单体的每种其它数量同样是可行的。单体沿相同方向的布置意味着在电的方面所述单体的并联，这一点特别是能够实现较高的电流。这种组与单体中之一沿相反方向的连接相应于串联，同时相应地加入单电压。

所述能量存储器单体1或2在此可以具有排气孔9，所述排气孔布置在存储器单体叠组7的侧面上。所有能量存储器单体1或2的所述排气孔9在此布置在相同的侧面上，这就是说，所述第一能量存储器单体1关于排气孔9与第二能量存储器单体2镜像地构造。

所述存储器单体叠组7可以由壳体4包围，所述壳体在图1中示例性地为棱柱形的。然而可以明确，对于壳体4来说同样可以实现每种其它形状，并且所述形状例如可以基于被包围的能量存储器单体1或2的尺寸。

图2示出了电能存储器模块20的示意图，所述电能存储器模块具有电能存储器单体1和2的布置。电能存储器单体的布置在此例如可以相应于图1中的布置10。然而在此应明确，对于电能存储器模块20来说在匹配分别连接的元件的情况下同样可以实现每种其它的布置。

所述电能存储器模块20具有平坦的接触元件5，所述接触元件分别侧向地接触相邻组的能量存储器单体1或2并且使其彼此连接。在此，平坦的接触元件5分别连接不同极性的电极元件1a和2a。平坦的接触元件5可以分别具有平面延伸方向，所述平面延伸方向垂直于电极元件1a或2a的平面延伸方向以及所述能量存储器单体1或2的侧面。平坦的接触元件5例如可以具有涂层、平坦的带或者由能导电的材料制成的层元件。平坦的接触元件5在此分别沿着其平面延伸方向横跨存储器单体叠组7的宽度而基本上接触所述相邻组的能量存储器单体1或2的所有第一或第二电极元件1a或2a。优选地，平坦的接触元件5接触每个能量存储器单体1或2的多个电极元件1a或2a，从而在相邻的能量存储器单体1或2之间的连接电路尽可能地小。同时，在各个接触元件5的大面积的尺寸上的电流密度最大地均匀地分布。

接触元件5的平坦接触例如可以通过焊接法、注射法、溅射法或粘接法与电极元件1a或2a实现。在此可以规定，尽可能小地保持所述接触元件5超过电极元件1a或2a的各个层的垂直的伸展部的凸出部分，以便避免多余的电流路径。

所述接触元件5交替地布置在存储器单体叠组7的前侧和背侧上，从而在相邻的能量存储器单体1或2之间的曲折形的或者波浪线形的电流路径沿着存储器单体叠组7的纵向延伸部而得出。相邻的、相同方式布置的能量存储器单体1或2的组的数量优选是偶数的，从而相邻的、相同方式布置的能量存储器单体1或2的、各个在存储器单体叠组7的端侧设置的组的各个未通过接触元件5连接的端部触点位于存储器单体叠组7的相同侧上。在图2中示例性示出的情况下，这些端部触点在前侧位于所述存储器单体叠组左侧和右侧的端部上。所述端部触点可以分别通过极触头或者说极触点接头6a和6b进行电接触。

所述极触头或者说极触点接头6a和6b在此可以分别具有平坦的元件，所述平坦的元件彼此平坦地平行于所述存储器单体叠组7的端侧地来引导。在图2的该实例中，所述极触点接头6a和6b被引导到所述存储器单体叠组7的左侧面上。极触点接头6a和6b彼此间的距离在此可以尽可能小地来选择，以便尽可能小地保持通过所述极触点接头6a和6b包围的磁通面（Durchflutungsfläche）以及进而所述极触点接头6a和6b的电感阻抗。

在此能可选地设置，在极触点接头6a和6b之间装入一种绝缘层8，该绝缘层在图2中部分地示出，以便确保在极触点接头6a和6b之间的电隔离。所述绝缘层8为了相应的电绝缘还可以在前侧的接触元件5和极触点接头6a之间延伸。此外，所述绝缘层8可以设计成一种具有高介电常数的电介质层，所述电介质层在极触点接头6a和6b之间形成了低电感的电容式的路径。这种路径可以与能量存储器单体1和2的真正的连接电路并联地延伸。通过所述电容式的并联路径可以进一步降低所述模块内部的电感。

所述极触头或者说极触点接头6a和6b例如可以表面齐平地彼此延伸过尽可能大的面。在极触点接头6a和6b 的各个端部之间，可以量取所述能量存储器模块20的输出电压。在图2中的所述能量存储器模块20可以同样具有壳体4，所述壳体为了清楚起见在图2中未明确示出。

图3示出了电能存储器模块30的示意图，该电能存储器模块具有电能存储器单体的布置。所述能量存储器单体在此可以相应于图1中的能量存储器单体1或2。所述电能存储器模块30具有两个彼此平行地设置的存储器单体叠组7a和7b的布置。在未限定常态的情况下，下面要将在后面部分中示出的存储器单体叠组7a称为后面的存储器单体叠组，并且将在前面部分中示出的存储器单体叠组7b称为前面的存储器单体叠组。在两个存储器单体叠组7a和7b中相邻的、相同方式布置的能量存储器单体1或2的组的数量可以是相同的并且数量为偶数。每个组的能量存储器单体1或2的数量在图3中实例性地示出为1个，其中同样可以实现每种其它数量。所述电能存储器模块30在能量存储器单体1或2之间不具有隔离元件；然而不言而喻，同样正如在图1中所示出的那样，在相邻的、相同方式布置的能量存储器单体1或2的组之间可以设置相应的隔离元件3。

类似于在图2中示出的能量存储器模块20中，每个存储器单体叠组7a或7b的相邻的能量存储器单体1或2通过接触元件5彼此连接，其中前侧的接触元件5与后侧的接触元件5分别交替地布置，从而在相邻的能量存储器单体1或2之间的曲折形的或者波浪线形的电流路径沿着存储器单体叠组7a和7b的纵向延伸部而得到。两个存储器单体叠组7a和7b的各个位于右侧的最后的能量存储器单体2可以通过一种搭接着叠组的（stapelübergreifend）接触元件5a进行电连接，从而得到了一种搭接着叠组的电流路径，所述电路路径曲折形地从后面的存储器单体叠组7a的左侧延伸至后面的存储器单体叠组7a的右侧，并且从前面的存储器单体叠组7b的右侧返回延伸至前面的存储器单体叠组7b的左侧。在此，在存储器单体叠组7a和7b的各个端部触点上，这就是说，在前面的存储器单体叠组7b的位于最左部的能量存储器单体1的后侧上以及在后面的存储器单体叠组7a的位于最左部的能量存储器单体1的前侧上分别设置极触头或者说极触点接头6a和6b。

所述极触头或者说极触点接头6a和6b在此可以具有正如结合图2所描述的那样的类似的特性。特别是可以设置可选的绝缘层8，所述绝缘层安装在所述极触点接头6a和6b之间，以便确保在极触点接头6a和6b之间的电隔离。所述绝缘层8为了进行相应的电绝缘还可以在后面的存储器单体叠组7a的前侧的接触元件5和前面的存储器单体叠组7b的后侧的接触元件5之间延伸。

在图3中为了清楚起见依旧没有示出壳体，虽然所述能量存储器模块20可以具有壳体4，所述壳体能确保相对于外界来对于所述能量存储器模块20进行机械的和/或电的屏蔽。

所有能量存储器单体1和2的排气孔9依旧布置在所述存储器单体叠组7a和7b的、相邻地位于一平面中的侧面上，从而可以通过排气孔9使微粒状物质（Aerosole）从所有能量存储器单体1和2基本上沿相同的方向排出，并且由此可以通过一种适合的排气收集系统导出。

总之，图2和图3仅示出了能量存储器模块的示例性的实施方式。在此，在考虑有目的性的结构标准的情况下可以设计变型方案和修改方案。通常有利的是，在两个极性的引导电流的元件之间的距离保持得尽可能小，以便使得通过所述元件所包围的有效的磁通面得以最小化。这意味着，可以使得在能量存储器模块内引导电流的元件的电感阻抗得以最小化。此外有利的是，尽可能大面积地设置所述引导电流的元件，以便尽可能均匀地分布所述电流密度。如果理想平坦的、紧邻在电极元件的有效区域上的极接触仅能在确定的边界条件的情况下实现，例如安全要求或技术强制约束，从而至少要注意，确保了不同极性的引导电流的元件彼此以较小的距离接合。此外有利的是，所述能量存储器单体与壳体的必要的极触头的数量通过所述能量存储器单体的适合的模块内部的连接而得以最小化。由此降低了欧姆线路电阻，这一点另一方面不仅在直流电运行中而且在交流电运行中而引起了特别是由于集肤效应的欧姆损失的最小化。

所示出的能量存储器模块例如可以优选安装在系统中，其中由能量存储器单体获得了高频的交流电，例如在具有约100 Hz以上的操控频率的电池直接变频器（Batteriedirektumrichtern）中。在这些系统中，由于所述能量存储器模块的构造方式，感应损失可以基于高的交流电频率而得以最小化。同时改善了所述能量存储器模块在短时间范围内的响应性能，这一点明显改善了系统的动力学性（Dynamik）和可靠性。

图2至图3的所述能量存储器模块20和30可以用作用于一种能量存储器模块40的基础，正如其在图4中示例性地示出的那样。所述能量存储器模块40包括能量存储器模块20，该能量存储器模块在侧面9b上安装在冷却板11上。在此，所述冷却板11平坦地平行地沿着存储器单体叠组7的、与在其上设置了所述排气孔9的侧面9a相对置的侧面9b而进行布置。所述冷却板例如可以包括一种由具有高导热性能的材料制成的金属层，所述金属层被设计用于，从能量存储器模块40排出在运行所述能量存储器单体1或2时产生的废热。

所述冷却板11可以凸出于所述存储器单体叠组7的至少一个端面，正如在图4中例如利用区段11所示出的那样。在凸出于所述存储器单体叠组7的端面的区段11a上例如可以布置功率电子组件。所述功率电子组件例如可以包括半导体开关、功率半导体开关、二极管或类似组件，所述组件用于所述能量存储器模块40的高频布线。由此，所述冷却板11还可以使功率电子组件同时与所述能量存储器模块40本身散热，由此减小了用于整个模块连同操控电子元件的所需要的构造空间。此外，减小了在能量存储器模块的极触头6a或6b和功率电子组件之间的必要的导体长度，这一点引起了电损耗的降低。

图5示出了电能存储器模块50的示意图，所述电能存储器模块具有电能存储器单体1和2的布置。所述能量存储器模块50例如可以由图2至图4中示出的能量存储器模块20至40来构造。在此类似于在图2中示出的那样，极触头或者说极触点接头6a和6b安装在所述存储器单体叠组7的侧面上。在所述存储器单体叠组7的侧面9a上的排气孔9之上设置一种排气通道12，所述排气通道相对于排气孔9打开，并且收集且向外引导由排气孔9排出的微粒状物质。所述排气通道12例如可以完全覆盖所述存储器单体叠组7的侧面9a。因此，在所述排气通道12的横截面相同时，可以使得所述排气通道12的、并且进而使得所述能量存储器模块50的结构高度得以最小化。

所述排气通道12例如可以由金属材料制成。此外，所述排气通道12可以用于将所述能量存储器单体1或2机械地固定在所述能量存储器模块50的单体复合结构（Zellverbund）中。

图6示出了用于制造一种电能存储器模块、特别是在图2至图5中示意性示出的能量存储器模块20、30、40或50之一的方法60的示意图。在第一步骤61中，多个组的第一平坦地平行的能量存储器单体1以及平坦地平行于第一能量存储器单体1的组布置的、多个组的第二平坦地平行的能量存储器单体2沿着存储器单体叠组7、7a、7b的第一延伸方向交替地布置在至少一个存储器单体叠组7、7a、7b中，所述第一能量存储器单体分别具有第一电极元件1a，所述第二能量存储器单体分别具有第二电极元件2a，其中在所述存储器单体叠组7、7a、7b的侧面上的所述第一电极元件1a具有与在所述存储器单体叠组7、7a、7b的所述侧面上的第二电极元件2a不同的极性。在第二步骤62中，相邻组的第一和第二能量存储器单体1、2的基本上所有第一或第二电极元件1a、2a分别横跨存储器单体叠组7、7a、7b的宽度地利用多个平坦的接触元件5来接触，所述接触元件设置在存储器单体叠组7、7a、7b的侧面上，并且所述接触元件使相邻组的第一和第二能量存储器单体1、2进行电连接。在此，平坦的接触元件5 例如可以通过焊接法、注射法、溅射法或粘接法与电极元件1a、2a相接触。在此优选的是，在各个接触元件5和电极元件1a、2a之间的连接位置的电阻保持得尽可能小。

第一和第二平坦地平行的电极元件1或2例如可以在与各个接触元件5进行接触之前根据所希望的单体拓扑以适合的方式进行堆集、折叠或卷绕。例如对于所谓的囊状的单体来说，第一和第二电极元件1a或2a可以在应用绝缘的隔离层的情况下，在曲折形的带中彼此折叠或涂层。对于棱柱形的单体的设计方案来说，例如可以使用“racetrack pancake（跑道型薄圈）”-拓扑或“racetrack double pancake（跑道型双薄圈）” -拓扑，这就是说，第一和第二电极元件1a或2a的平坦螺旋形的绕圈，所述绕圈可以沿着所形成的绕圈的横截面方向进行压紧或压缩，以便获得“跑道（racetrack）”-形状，这就是说，通过窄的外径连接的、基本上平行延伸的绕圈带。

在这种情况中，所述能量存储器单体1和2在所述存储器单体叠组的沿着延伸方向设置的第二侧面9a上具有排气孔9，从而在所述方法60的第三步骤63中，能够经由所述能量存储器单体1或2的排气孔9沿着第二侧面9a平坦地平行于所述存储器单体叠组来布置排气通道12。所述排气通道12用于：将从所述能量存储器单体通过排气孔9排出的微粒状物质从所述存储器单体叠组导出。

在可选的步骤64中，可以平坦地平行地沿着所述存储器单体叠组的与第二侧面9a对置的第三侧面9b来布置冷却板11。所述冷却板11用于，将在运行所述能量存储器单体1和2时所产生的废热从所述能量存储器模块排出。

可选地，所述存储器单体叠组7、7a、7b以及所述接触元件5可以包含在壳体4中。在此，第一和第二极触头6a、6b 可以作为所述能量存储器模块的电触头从壳体4中引出。

Claims (9)

1.电能存储器模块（20；30；50），包括：

至少一个存储器单体叠组（7；7a；7b），所述存储器单体叠组具有：

多个组的第一平坦地平行的能量存储器单体（1），所述第一能量存储器单体分别具有第一电极元件（1a），和

平坦地平行于第一能量存储器单体（1）的组设置的、多个组的第二平坦地平行的能量存储器单体（2），所述第二能量存储器单体分别具有第二电极元件（2a），

其中第一和第二能量存储器单体（1；2）的组交替地沿着所述存储器单体叠组（7；7a；7b）的第一延伸方向布置，并且其中在存储器单体叠组（7；7a；7b）的第一侧面上的所述第一电极元件（1a）具有与在所述存储器单体叠组（7；7a；7b）的第一侧面上的所述第二电极元件（2a）不同的极性；

多个平坦的接触元件（5），所述接触元件设置在所述存储器单体叠组（7；7a；7b）的侧面上，所述接触元件使相邻组的第一和第二能量存储器单体（1；2）电连接，并且所述接触元件分别横跨所述存储器单体叠组（7；7a；7b）的宽度地与相邻组的第一和第二能量存储器单体（1；2）的所有第一或第二电极元件（1a；2a）进行接触，

其中所述能量存储器单体（1；2）在所述存储器单体叠组（7；7a；7b）的沿着延伸方向设置的第二侧面（9a）上具有排气孔（9）；和

排气通道（12），所述排气通道越过所述能量存储器单体（1；2）的排气孔（9）沿着所述第二侧面（9a）平坦地平行于所述存储器单体叠组（7；7a；7b）形成，并且所述排气通道设计用于，将从所述能量存储器单体（1；2）通过所述排气孔（9）排出的微粒状物质从所述存储器单体叠组（7；7a；7b）导出，所述电能存储器模块（20；50）此外包括：

第一平坦的极触头（6b），所述第一极触头与在所述存储器单体叠组（7）的第一端面上布置的第一能量存储器单体（1）的组的第一电极元件（1a）电接触；和

第二平坦的极触头（6a），所述第二极触头与在所述存储器单体叠组（7）的第二端面上布置的第二能量存储器单体（2）的组的第二电极元件（2a）电接触，

其中所述第一平坦的极触头（6b）和所述第二平坦的极触头（6a）彼此平行地沿着所述存储器单体叠组（7）的第一侧面引导，

所述电能存储器模块（20；30；50）此外包括：绝缘层（8），所述绝缘层布置在所述第一平坦的极触头（6b）和所述第二平坦的极触头（6a）之间以使所述极触头（6a；6b）电绝缘，其中所述绝缘层（8）为一种具有高介电常数的电介质层，其在所述极触头（6a；6b）之间形成了低电感的、电容式的路径。

2.按权利要求1所述的电能存储器模块（20；30；50），所述电能存储器模块包括两个在与所述第一侧面对置的侧面上彼此邻近的存储器单体叠组（7a；7b），所述存储器单体叠组分别具有第一平坦地平行的能量存储器单体（1）的组和第二平坦地平行的能量存储器单体（2）的组。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的电能存储器模块（20；30；50），此外包括：

冷却板（11），所述冷却板平坦地平行地沿着所述存储器单体叠组（7；7a；7b）的与所述第二侧面（9a）对置的第三侧面（9b）设置，并且所述冷却板被设计用于，将在运行所述能量存储器单体（1；2）时产生的废热从所述能量存储器模块（20；30；50）排出。

4.根据权利要求3所述的电能存储器模块（20；30；50），其中所述冷却板（11）凸出于所述存储器单体叠组（7；7a；7b）的至少一个端面，并且其中在凸出于所述存储器单体叠组（7；7a；7b）的端面的区段（11a）上设置功率电子组件。

5.根据权利要求1所述的电能存储器模块（20；30；50），此外包括：

壳体（4），所述壳体包围第一平坦地平行的能量存储器单体（1）的组、第二平坦地平行的能量存储器单体（2）的组和多个接触元件（5）。

6.根据权利要求1所述的电能存储器模块（20；30；50），其中所述排气通道（12）完全覆盖所述存储器单体叠组（7；7a；7b）的第二侧面（9a）。

7.根据权利要求1所述的电能存储器模块（20；30；50），其中所述排气通道（12）由金属材料制成。

8.用于制造电能存储器模块（20；30；50）的方法（60），具有下述步骤：

多个组的第一平坦地平行的能量存储器单体（1）和平坦地平行于第一能量存储器单体（1）的组布置的多个组的第二平坦地平行的能量存储器单体（2）沿着所述存储器单体叠组（7；7a；7b）的第一延伸方向交替地布置（61）在至少一个存储器单体叠组（7；7a；7b）中，所述第一能量存储器单体分别具有第一电极元件（1a），所述第二能量存储器单体分别具有第二电极元件（2a），其中在所述存储器单体叠组（7；7a；7b）的侧面上的所述第一电极元件（1a）具有与在所述存储器单体叠组（7；7a；7b）的侧面上的所述第二电极元件（2a）不同的极性；

相邻组的第一和第二能量存储器单体（1；2）的所有第一或第二电极元件（1a；2a）分别横跨所述存储器单体叠组（7；7a；7b）的宽度地利用多个平坦的接触元件（5）进行接触（62），所述接触元件设置在所述存储器单体叠组（7；7a；7b）的侧面上，并且所述接触元件使相邻组的第一和第二能量存储器单体（1；2）电连接，其中所述能量存储器单体（1；2）在所述存储器单体叠组（7；7a；7b）的沿着延伸方向设置的第二侧面（9a）上具有排气孔（9）；并且

越过所述能量存储器单体（1；2）的排气孔（9）沿着所述第二侧面（9a）平坦地平行于所述存储器单体叠组（7；7a；7b）地布置（63）排气通道（12），其中所述排气通道（12）设计用于，将从所述能量存储器单体（1；2）通过排气孔（9）排出的微粒状物质从所述存储器单体叠组（7；7a；7b）导出。

9.根据权利要求8所述的方法（60），此外具有下述步骤：

平坦地平行地沿着所述存储器单体叠组（7；7a；7b）的与所述第二侧面（9a）对置的第三侧面（9b）布置（64）冷却板（11），其中所述冷却板（11）设计用于，将在运行所述能量存储器单体（1；2）时产生的废热从所述能量存储器模块（20；30；50）排出。