CN104781948B - 电的能量存储器模块和制造电的能量存储器模块的方法 - Google Patents

电的能量存储器模块和制造电的能量存储器模块的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104781948B
CN104781948B CN201380060637.3A CN201380060637A CN104781948B CN 104781948 B CN104781948 B CN 104781948B CN 201380060637 A CN201380060637 A CN 201380060637A CN 104781948 B CN104781948 B CN 104781948B
Authority
CN
China
Prior art keywords
monomer
energy accumulator
housing
pole joint
stacked group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201380060637.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104781948A (zh
Inventor
M.凯斯勒
T.普勒佩尔
A.蒂芬巴赫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of CN104781948A publication Critical patent/CN104781948A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104781948B publication Critical patent/CN104781948B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/74—Terminals, e.g. extensions of current collectors
    • H01G11/76—Terminals, e.g. extensions of current collectors specially adapted for integration in multiple or stacked hybrid or EDL capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/10—Multiple hybrid or EDL capacitors, e.g. arrays or modules
    • H01G11/12—Stacked hybrid or EDL capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H01M50/264—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks for cells or batteries, e.g. straps, tie rods or peripheral frames
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/503—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the shape of the interconnectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • H01M50/51—Connection only in series
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/564—Terminals characterised by their manufacturing process
    • H01M50/566—Terminals characterised by their manufacturing process by welding, soldering or brazing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0481—Compression means other than compression means for stacks of electrodes and separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/1245—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure characterised by the external coating on the casing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

本发明涉及一种电的能量存储器模块（100），包括:至少一个存储器单体叠组（10），其具有:多个能量存储器单体（1），所述能量存储器单体分别包括一各具有两个极接头（1b、1c）的单体壳体（1a），其中所述能量存储器单体（1）以下述方式串联地布置在所述存储器单体叠组（10）中：两个相邻的能量存储器单体（1）的具有不同极性的各一个第一极接头（1b）和第二极接头（1c）借助于平坦地构成的单体连接元件（4）彼此电连接，其中所有能量存储器单体（1）的所述单体壳体（1a）彼此电连接,其中设置在存储器单体叠组（10）的第一端部上的能量存储器单体（1）的第一极接头（1b）与单体壳体（1a）电连接，并且其中设置在存储器单体叠组（10）的第二端部上的能量存储器单体（1）的第二极接头（1c）和单体壳体（1a）分别具有平坦地构成的回导体（5）。

Description

电的能量存储器模块和制造电的能量存储器模块的方法
本发明涉及一种电的能量存储器模块和用于制造电的能量存储器模块的方法。
背景技术
通常从电的能量存储器单体获取直流电，或者将直流电输入到所述电的能量存储器单体中。因此，能量存储器单体的此前已知的结构被设计用于优化该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。
在电的能量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，则对能量存储器单体的所分配的电感的影响与频率相关地提高。此外，在kHz范围内的工作频率时，由于趋肤效应，损耗可能在承载电流的区域中出现，以及涡流可能在能导电的面中、例如在壳体中出现。
DE 10 2010 035 114 A1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。
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耗，并且由此改善了装入所述能量存储器单体的系统的效率。
发明公开内容
根据第一方面，本发明实现了一种电的能量存储器模块，包括：
至少一个存储器单体叠组，具有：
多个能量存储器单体，所述能量存储器单体分别包括一各具有两个极接头的单体壳体，其中所述能量存储器单体以下述方式串联地布置在所述存储器单体叠组中：两个相邻的能量存储器单体的具有不同极性的分别一第一极接头和一第二极接头借助于平坦地构成的单体连接元件彼此电连接，其中所有的能量存储器单体的单体壳体彼此电连接,其中设置在所述存储器单体叠组的第一端部上的能量存储器单体的第一极接头与所述单体壳体电连接，并且其中设置在所述存储器单体叠组的第二端部上的能量存储器单体的第二极接头和所述单体壳体分别具有平坦地构成的回导体（Rückleiter）。
所述装置的优选实施方式是从属权利要求的主题。
根据本发明的能量存储器模块的一种优选实施方式的特征在于，在所述能量存储器单体的单体壳体之间的电连接尽可能低阻抗地构造。由此可以有利地实现在AC-运行中低损耗地应用所述能量存储器模块。
根据本发明的能量存储器模块的另一种优选实施方式的特征在于，所述多个能量存储器单体相同地构成。由此由于能量存储器单体的统一的设计方案可以有利地成本经济地构造整个能量存储器模块，因为有利地不需要重复设计能量存储器单体。
根据本发明的能量存储器模块的另一种优选实施方式的特征在于，设置在所述存储器单体叠组的第一端部上的能量存储器单体的第一极接头具有平坦地构成的单体连接元件，所述单体连接元件与相应的能量存储器单体的单体壳体电连接。其优点在于简单地实现了，成本经济地且损耗低地将能量存储器单体的极电连接到所述单体壳体上。
根据本发明的能量存储器模块的另一种优选实施方式的特征在于，设置在所述存储器单体叠组的第一端部上的能量存储器单体具有第一极接头，所述第一极接头直接与相应的单体壳体电连接。这能够实现所述能量存储器模块的替选的实施方案，其中在这种情况下各个能量存储器单体的极接头直接与单体壳体电连接。能以这种方式有利地节省单体连接元件。
根据本发明的能量存储器模块的另一种优选实施方式的特征在于，在与所述第二极接头电连接的回导体和相应的单体壳体之间设置薄的绝缘层。由此有利地在能量存储器单体的极接头和单体壳体之间实现电绝缘，所述电绝缘确保了所述能量存储器模块的运行安全性。
根据本发明的能量存储器模块的另一种优选实施方式的特征在于，与所有单体壳体电连接的、用于所有能量存储器单体的固定元件设置成回导体（Rückleiter）。以这种方式，固定元件不仅可以有利地用于机械固定目的，而且还可以用于电的回导或者说回输（elektrische Rückleitung）。
根据本发明的能量存储器模块的另一种优选实施方式的特征在于，所述固定元件是金属的夹紧带。以这种方式，已经存在的固定元件能以夹紧带的形式用作为电的回导元件（elektrisches Rückleitungselement）。
根据本发明的能量存储器模块的另一种优选实施方式的特征在于，通过施加到所述固定元件上的预先确定的压紧力，能够在所述回导的欧姆总电阻方面经由所述单体壳体来优化在所述单体壳体之间的接触过渡。以这种方式，能有利地借助于预先确定的压紧力来调节在单体壳体之间的优化的接触电阻。由于在压紧力和欧姆电阻之间的物理关系，这一点得出了用于接触电阻的良好适合的度量措施。
根据本发明的能量存储器模块的另一种优选实施方式的特征在于，在所述极接头和所述单体连接元件之间的电连接是焊接连接。以这种方式和方法，能有利地实现在能量存储器单体或能量存储器模块的运行时间内的最小化的接触电阻。
根据本发明的能量存储器模块的另一种优选实施方式的特征在于，在单体壳体的、没有邻接到单体壳体表面上的表面上施加绝缘层。以这种方式能有利地实现保护或电绝缘，所述绝缘例如可以实现为漆层。
根据第二方面，本发明实现了一种电的能量存储器模块，其包括：
至少一个叠组的、分别具有两个极接头的能量存储器单体的多个内部构造,
其中所述能量存储器单体的内部构造设置在整体壳体中，其中在所述内部构造之间分别构造一分离层，
其中所述能量存储器单体在所述叠组中以下述方式串联地布置：两个相邻的内部构造的、具有不同极性的分别一第一极接头和一第二极接头彼此电连接,
其中设置在叠组的第一端部上的内部构造的所述第一极接头与所述整体壳体电连接，并且其中设置在所述叠组的第二端部上的内部构造的第二极接头和所述整体壳体分别具有平坦地构成的回导体。借助于用于能量存储器单体的所有内部构造的唯一的整体壳体有利地消除了在单体壳体之间的接触电阻的可能出现的问题。
根据第三方面，利用本发明实现了一种方法，所述方法包括下述步骤：
- 将具有单体壳体和各两个极接头的能量存储器单体交替地布置成存储器单体叠组，其中所述能量存储器单体在根据运行的位置中分别以180度相对彼此错置地布置；
- 借助于平坦地构成的单体连接元件来连接两个相邻的能量存储器单体的不同极性的第一极接头与第二极接头；
- 相邻的单体壳体的外表面基本上完全平面地接触；
- 设置在第一端部上的能量存储器单体的第一极接头与相应的单体壳体进行电连接；并且
- 一平坦地构成的回导体与设置在存储器单体叠组的第二端部上的能量存储器单体的第二极接头进行电连接，并且一平坦地构成的回导体与单体壳体进行电连接。
本发明的优点
在本发明中特别有利的是，一种回导通过能量存储器单体的单体壳体来实现，由此在很大程度上省略了单独的回导体。基于下述事实—通过单体壳体实现了较大的接触面，接触电阻较小，由此可以较小地保持欧姆损耗。能量存储器模块的在入导体（Hinleiter）和回导体(Rückleiter)之间围成的表面、且进而引起的总电感可以有利地被最小化。此外能以这种方式实现用于其它组件（例如气体收集器）的空间。结果是，通过所述单体连接元件和回导体的平面的设计方案，可以非常低地且由此节省空间位置地构造所述能量存储器模块。
这种布置的另一个显著优点在于，特别是在从能量存储器模块获取高频交流电时可以显著地降低损耗能量。特别是在具有集成的变频器、所谓的电池直接变频器（英语“battery direct 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压，非常有利的是使得损耗能量降低。而且在获取直流电方面，所述能量存储器模块是有利的，因为所述能量存储器模块具有由于阻抗非常低的接触而降低的欧姆损耗。
此外，由于通过能量存储器单体避免了电感损耗分量，所以可以改善电磁兼容性（EMV），因为减弱了所查明的电磁场并且可以由此降低对相邻的电子元件的干扰影响。此外显著地降低了例如由于趋肤效应而引起的欧姆损耗，这一点有利地引起了提高的效率和较小的放热。
附图说明
下面借助于实施例参照附图对本发明的其它特征和优点进行阐述。在此，全部所描述的或示出的特征本身或以任意组合的方式构成了本发明的主题，而与其在权利要求中的概述或其引用关系无关，并且与其在说明书或附图中的表达或图示无关。附图首先用于说明本发明实质性的原理。在附图中，相同的附图标记表示相同的或功能相同的部件。其中示出了：
图1示出了具有能量存储器单体的能量存储器模块的原理示意图；
图2示出了根据本发明的能量存储器模块的第一实施例的原理示意图；
图3示出了根据本发明的能量存储器模块的另一实施例的原理示意图；和
图4示出了根据本发明的方法的实施例的流程的示意图。
具体实施方式
下面应用的方向术语、也就是说概念如“左侧”、“右侧”、“上侧”、“下侧”、“前侧”、“后侧”、“之上”、“之下”、“第一”、“最后一个”等仅用于更好的理解附图，并且在任何情况下都不应视为对通常情况的限制。
电的能量存储器单体在本发明的意义上包括全部装置：这些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从秒至小时、天或年。电的能量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，本发明所包括的电的能量存储器单体的功能可以基于与含水的、非质子性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。
在本发明的意义上的电的能量存储器模块包括多个组件，其具有多个例如设置在壳体中的电的能量存储器单体，其中所述电的能量存储器单体以适合的方式彼此电耦合，以便确保能量存储器单体的串联或并联。在此，电的能量存储器模块可以具有模块接头，在其上可以量取基于所述电的能量存储器模块的电的能量存储器单体的内部布线的输出电压。
在本发明的意义上的壳体包括全部构件：这些构件具有用于容置多个电的能量存储器单体以及电的能量存储器单体的能导电的连接元件的凹槽，并且所述构件能在机械和/或电方面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、或者这种类型的材料的部分区域组成的组合，例如金属和由金属制成的合金。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以透视图示出了根据本发明的电的能量存储器模块100的原理上的实施例。能量存储器模块100具有一带有多个（偶数个或奇数个）能量存储器单体1的存储器单体叠组10，其相邻的单体壳体1a彼此平面地电接触，其中所述能量存储器单体1连续串联地布置成模块复合结构（Modulverband）。在该模块复合结构中，能量存储器单体1也在其侧壁上接触，并且因此可以建立所有单体壳体1a的导电连接。
单体壳体1a优选由金属、典型地由铝制成，并且能非常良好地导电。第一极接头1b（正极（Pluspol））和第二极接头1c（负极（Minuspol））由于能量存储器单体1的旋转180°布置而分别交替地布置。不仅第一极接头1b而且第二极接头1c设计成与各个单体壳体1a实现电绝缘。一种机械的固定元件3优选设计成金属的夹紧带，该机械的固定元件用于机械地固定所有的能量存储器单体1。
因为在能量存储器单体1的环化或者说环绕（Zyklisierung）的情况下，所述能量存储器单体1机械地膨胀，所以借助于固定元件3将压紧力施加到整个存储器单体叠组10上，由此所述存储器单体叠组10可以持久地以预先给定的形状来保持。附加地，可以使用导电的夹紧带，所述夹紧带一方面机械地固定所述单体，并且还可以有助于扩大所述导电的横截面。此外，通过压紧力使得在单体壳体1a之间的接触过渡在经由单体壳体的回路（Rückleitung）的欧姆总电阻方面得到优化，这就是说尽可能降低。
例如在能量存储器单体1的上侧面处的椭圆形的排气孔6用于，在能量存储器单体1运行期间从能量存储器单体1排出气体，并且必要时可以通过为此设置的收集管道（例如气体收集器，未示出）收集并且导出所述气体。
所述单体的电串联的实现根据图2来实施。图2示出了存储器单体叠组10，其现在具有平坦地构成的单体连接元件4，所述单体连接元件使得相邻的能量存储器单体1的不同极性的极接头1b、1c彼此电连接。在所述单体连接元件4和所述极接头1b、1c之间的连接在此优选设计成焊接连接，以便在能量存储器单体1的整个使用寿命期间能够实现尽可能小的电阻。
在最后面的能量存储器单体1上可以看出，成角度地且平面地构成的单体连接元件4使所述第一极接头1b与相应的单体壳体1a的端侧进行电连接。以这种方式且基于下述事实：全部的单体壳体1a彼此电接触，所有的单体壳体1a就处于相同的如同第一极接头1b那样的电势上。
在最前面的能量存储器单体1上可以看出，成角度地且平面地构成的回导体5与最前面的能量存储器单体1的第二极接头1c进行电连接，并且由此能够实现第二极接头1c的电回导可能性。回导体5经由壳体与最后面的能量存储器单体1的极接头的连接可以通过金属的单体连接元件4侧向地或者在朝向单体壳体1a或朝向壳体盖的背侧上实现。
在最前面的能量存储器单体1的单体壳体1a和回导体5之间设置薄的绝缘层2。替代地，这个绝缘层2还可以作为同时具有高介电常数的介电层实现。这实现了与第二极接头1c的电容的并联电路，由此有利地进一步降低了相应的能量存储器单体1的总电感。由此可以进一步使得对模块平面的电感影响最小化。
结果可以看出，设置了平坦地构成的单体连接元件4，所述单体连接元件可以平面地构造所述能量存储器单体1的整个的模块复合结构。由于在单体连接元件4和能量存储器单体1的单体盖之间的较小的距离，使得在入导体和回导体之间围成的面积且进而引起的总电感最小化。
所有单体连接优选通过焊接来实现，以便可以实现在整个使用寿命期间的最小化的接触电阻。替代地，从模块中的引出还可以利用所述夹紧带来实现。
有利地，由此相对于传统的存储器单体叠组可以明显地减小模块电感的值。此外，根据本发明的布置通过将单体壳体1a用作回导体就实现了特别低阻抗的模块布线，并且进而使得欧姆损耗最小化，所述欧姆损耗转换成热量，并且不仅在传统的DC-运行时而且在AC-运行时出现，特别是形式为由趋肤效应引起的损耗。
结果是，由此有利地引起模块电感的最小化，由此能够实现电池直接变频器（BDI）的开关的降低了的雪崩负载和损耗能量以及降低了的电磁辐射。此外由于小的距离和面积，能够实现低阻抗的模块布线。结果是，这由于损耗小的整体结构而产生了整体系统的改善了的效率。
通过将原本存在的金属的单体壳体用作为回导体，可以在很大程度上省略单独的回导体。这一点有利地导致了材料节省。
有利地还可以考虑，在此描述的示范性的能量存储器单体1的所述类型的模块接触转变为所有类型的电容器。
根据本发明的能量存储器模块100的替选的实施例在图3中示出。在此单个的能量存储器单体1（在图3的情况下最后面的能量存储器单体1）设计有极接头1b，所述极接头直接与单体壳体1a电连接。由此在这种情况下，不需要与壳体1a的外部安装的单体连接。
朝向外部地—在那里没有邻接所述单体壳体1a的壳体面，为了进行保护和电绝缘，可以在单体壳体1a的面上设置绝缘层（未示出），例如形式为漆。
作为另一种替选方案，替代具有本身的金属壳体的单体，还可以在模块中使用用于所有单体的共同的整体壳体（未示出），所述整体壳体用作回导体。其中所有单体在没有壳体的情况下利用分离层被安装用于分隔电解质，或者所述单体仅仅利用薄膜来包围，与正如设置在囊状单体中的那种布置相类似。
所示出的能量存储器模块例如可以优选安装在系统中，其中由所述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，由于构造方式，可以使得对在交流电工作时的电感的阻抗贡献的影响最小化。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，这一点明显改善了所述系统的动力性（Dynamik）和可靠性。
图4示出了用于制造电的能量存储器模块、特别是在图2和图3中示意性示出的能量存储器模块100之一的方法的示意图。
在第一步骤201中，将具有单体壳体1a和各两个极接头1b、1c的能量存储器单体1交替地布置成存储器单体叠组10，其中所述能量存储器单体1在根据运行的位置中分别以180度相对彼此错置地布置。
在第二步骤202中，借助于平坦地构成的单体连接元件4来连接两个相邻的能量存储器单体1的不同极性的第一极接头与第二极接头1b、1c。
在第三步骤203中，相邻的单体壳体1a的外侧面基本上完全平面地接触。
在第四步骤204中，设置在存储器单体叠组10的第一端部上的能量存储器单体的第一极接头1b与相应的单体壳体1a电连接。
在第五步骤205中，一平坦地构成的回导体5与设置在存储器单体叠组10的第二端部上的能量存储器单体1的第二极接头1c电连接，并且一平坦地构成的回导体5与单体壳体1a电连接。
总之，利用本发明实现了多个能量存储器单体的布置，其在此后的运行方面低损耗地布置在一种模块复合结构中，其中设置了包括模块输入导体和输出导体的电布线，其设计成电感非常低且阻抗非常低。
虽然已经借助于优选实施例对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于此。尤其所述材料和拓扑结构仅是示例性的，并且没有局限于所阐述的实例。
本领域技术人员能以适合的方式修改或相互组合所描述的本发明特征，而不偏离本发明的核心。

Claims (13)

1.电的能量存储器模块（100），包括:
- 至少一个存储器单体叠组（10），具有:
多个能量存储器单体（1），所述能量存储器单体分别包括一各具有两个极接头（1b、1c）的单体壳体（1a），其中所述能量存储器单体（1）以下述方式串联地布置在所述存储器单体叠组（10）中：两个相邻的能量存储器单体（1）的分别具有不同极性的一第一极接头（1b）和一第二极接头（1c）借助于平坦地构成的单体连接元件（4）彼此电连接，其中所有能量存储器单体（1）的所述单体壳体（1a）彼此电连接,
其中设置在所述存储器单体叠组（10）的第一端部上的能量存储器单体（1）的第一极接头（1b）与所述单体壳体（1a）电连接，
其中设置在所述存储器单体叠组（10）的第二端部上的能量存储器单体（1）的第二极接头（1c）和所述单体壳体（1a）分别具有平坦地构成的回导体（5）。
2.按权利要求1所述的能量存储器模块，其特征在于，在所述能量存储器单体（1）的单体壳体（1a）之间的电连接尽可能低阻抗地构造。
3.按权利要求1或2所述的能量存储器模块，其特征在于，所述多个能量存储器单体（1）相同地构成。
4.按权利要求3所述的能量存储器模块，其特征在于，设置在所述存储器单体叠组（10）的第一端部上的能量存储器单体（1）的第一极接头（1b）具有平坦地构成的单体连接元件（4），所述单体连接元件与相应的能量存储器单体（1）的单体壳体（1a）电连接。
5.按权利要求1或2所述的能量存储器模块，其特征在于，设置在所述存储器单体叠组（10）的第一端部上的能量存储器单体（1）具有第一极接头（1b），所述第一极接头直接与相应的单体壳体（1a）电连接。
6.按权利要求1或2所述的能量存储器模块，其特征在于，在与所述第二极接头（1c）电连接的回导体（5）和相应的单体壳体（1a）之间设置了薄的绝缘层（2）。
7.按权利要求1或2所述的能量存储器模块，其特征在于，与所有单体壳体（1a）电连接的、用于所有能量存储器单体（1）的固定元件（3）设置成回导体。
8.按权利要求7所述的能量存储器模块，其特征在于，所述固定元件（3）是金属的夹紧带。
9.按权利要求7所述的能量存储器模块，其特征在于，通过施加到所述固定元件（3）上的预先确定的压紧力，能够在经由所述单体壳体（1a）的回导的欧姆总电阻方面来优化在所述单体壳体（1a）之间的接触过渡。
10.按权利要求1或2所述的能量存储器模块，其特征在于，在所述极接头（1b、1c）和所述单体连接元件（4）之间的电连接是焊接连接。
11.按权利要求1或2所述的能量存储器模块，其特征在于，在所述单体壳体（1a）的没有邻接到单体壳体（1a）的表面上的表面上施加一种绝缘层。
12.电的能量存储器模块（100），包括:
至少一个叠组的、分别具有两个极接头（1b、1c）的能量存储器单体（1）的多个内部构造,
其中所述能量存储器单体（1）的内部构造设置在整体壳体中，其中在所述内部构造之间分别构造一种分离层，
其中所述能量存储器单体（1）在所述叠组中以下述方式串联地布置：两个相邻的内部构造的分别具有不同极性的一第一极接头（1b）和一第二极接头（1c）彼此进行电连接,
其中设置在叠组的第一端部上的内部构造的所述第一极接头（1b）与所述整体壳体进行电连接，并且
其中设置在所述叠组的第二端部上的内部构造的第二极接头（1c）和所述整体壳体分别具有平坦地构成的回导体（5）。
13.用于制造电的能量存储器模块（100）的方法，包括下述步骤:
- 将具有单体壳体（1a）和各两个极接头（1b、1c）的能量存储器单体（1）交替地布置成存储器单体叠组（10），其中所述能量存储器单体（1）在根据运行的位置中分别以180度相对彼此错置地布置；
- 借助于平坦地构成的单体连接元件（4）来将两个相邻的能量存储器单体（1）的不同极性的第一极接头与第二极接头（1b、1c）连接起来；
- 相邻的单体壳体（1a）的外侧面完全平面地接触；
- 设置在存储器单体叠组（10）的第一端部上的能量存储器单体的第一极接头（1b）与相应的单体壳体（1a）进行电连接；并且
- 一平坦地构成的回导体（5）与设置在存储器单体叠组（10）的第二端部上的能量存储器单体（1）的第二极接头（1c）电连接，并且一平坦地构成的回导体（5）与单体壳体（1a）电连接。
CN201380060637.3A 2012-11-20 2013-11-18 电的能量存储器模块和制造电的能量存储器模块的方法 Active CN104781948B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012221124.1 2012-11-20
DE102012221124.1A DE102012221124A1 (de) 2012-11-20 2012-11-20 Elektrisches Energiespeichermodul und Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Energiespeichermoduls
PCT/EP2013/074017 WO2014079790A1 (de) 2012-11-20 2013-11-18 Elektrisches energiespeichermodul und verfahren zum herstellen eines elektrischen energiespeichermoduls

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104781948A CN104781948A (zh) 2015-07-15
CN104781948B true CN104781948B (zh) 2017-06-27

Family

ID=49619921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380060637.3A Active CN104781948B (zh) 2012-11-20 2013-11-18 电的能量存储器模块和制造电的能量存储器模块的方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9595704B2 (zh)
CN (1) CN104781948B (zh)
DE (1) DE102012221124A1 (zh)
WO (1) WO2014079790A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6135246B2 (ja) 2013-03-29 2017-05-31 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電装置
US9270102B2 (en) * 2013-07-30 2016-02-23 Ford Global Technologies, Inc. Multilayered bus bar
CN112968530B (zh) * 2021-02-22 2023-03-31 北京海博思创科技股份有限公司 储能装置及储能系统
EP4195353A1 (en) * 2021-12-13 2023-06-14 Volvo Car Corporation Battery cell assembly and battery unit for an electric vehicle
US20230261328A1 (en) * 2022-02-15 2023-08-17 Polestar Performance Ab Structurally supportive electric vehicle battery busbar

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4593057B2 (ja) * 2002-05-07 2010-12-08 富士重工業株式会社 板状電池の組付構造
JP5227494B2 (ja) * 2005-06-02 2013-07-03 株式会社東芝 組電池の電池パック
JP5111099B2 (ja) * 2007-12-28 2012-12-26 シャープ株式会社 電池パック
JP5537111B2 (ja) 2009-09-30 2014-07-02 株式会社東芝 二次電池装置
KR101036101B1 (ko) 2009-11-27 2011-05-19 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩 및 배터리 팩 스택
DE102010064303A1 (de) 2010-12-29 2012-07-05 Robert Bosch Gmbh Batteriemodul
US8859130B2 (en) 2011-03-11 2014-10-14 GM Global Technology Operations LLC Battery cover for a high voltage automotive battery
JP6014837B2 (ja) * 2011-03-30 2016-10-26 日立金属株式会社 リチウムイオン電池用の負極端子および蓋部材、並びにリチウムイオン電池

Also Published As

Publication number Publication date
US20150303431A1 (en) 2015-10-22
WO2014079790A1 (de) 2014-05-30
US9595704B2 (en) 2017-03-14
CN104781948A (zh) 2015-07-15
DE102012221124A1 (de) 2014-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104781948B (zh) 电的能量存储器模块和制造电的能量存储器模块的方法
CN103635981B (zh) 电容器
JP4640988B2 (ja) 固体電解コンデンサ
CN104934223B (zh) 一种汽车用薄膜电容器
KR20060114380A (ko) 고체 전해 콘덴서
CN105390280B (zh) 用于移动工作机的电容器模块
JP5956606B2 (ja) 電気エネルギー貯蔵モジュール、及び、電気エネルギー貯蔵モジュールを製造する方法
JP5828119B2 (ja) 樹脂封止型コンデンサ
CN110036453A (zh) 包括多个电容器单元的电容器
JP5319559B2 (ja) 金属化フィルムコンデンサおよびそれを用いた電力変換装置
CN111130310A (zh) 一种叠层母排和电子设备
CN104685665B (zh) 电能存储器模块和用于制造电能存储器模块的方法
CN104584274A (zh) 电能存储电池、电能存储模块以及用于制造电能存储电池的方法
CN103426643A (zh) 具有多个负极引出脚的堆栈型固态电解电容器封装结构及其制作方法
CN101465207A (zh) 低电感电容器及其制造方法
JP2021111782A (ja) エネルギー貯蔵システム
CN101840783B (zh) 一种全钽外壳钽电解电容器引出线的引出方式及电容器
KR102257298B1 (ko) 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치
JP2009200378A (ja) 複合型金属化フィルムコンデンサ
CN211125803U (zh) 蓄电装置及蓄电装置组结构
CN210296126U (zh) 新能源电机控制器的母线电容
CN104584275B (zh) 电能存储电池以及用于制造电能存储电池的方法
CN102646517A (zh) 超级电容器的电极和超级电容器
KR101363285B1 (ko) 분리 유닛형 부스바를 갖는 저인덕턴스형 케이스 탑재식 커패시터
CN102117704B (zh) 一种堆栈式固态电解电容器及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant