CN111095596A - 储能组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有至少一个储能模块(2)的储能组件(1)，其中所述至少一个储能模块(2)包括多个导热板(3)。各个导热板(3)彼此平行布置，并且在两个相应的导热板(3)之间形成容纳凹口(4)。各个储能元件(5)以抵靠在相应的导热板(3)的两侧的方式布置在相应的容纳凹口(4)中。多个导热板(3)垂直地布置在面冷却组件(8)的至少一侧上。根据本发明，冷却组件(8)包括冷却剂能够流过的至少一个冷却管(9)，并且相应的导热板(3)以材料结合的方式固定到所述至少一个冷却管(9)。本发明还涉及一种用于制造储能组件(1)的方法。

Description

储能组件
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的具有至少一个储能模块的储能组件以及一种用于制造所述储能组件的方法。
牵引用蓄电池用于电动汽车或混动汽车，以便向电动汽车提供能量。牵引用蓄电池包括多个蓄电池模块，其中各个蓄电池单元并联或串联地互连以形成相应的蓄电池模块。在电流产生期间，在蓄电池模块中产生必须消散的热量。特别地，蓄电池模块中的各个蓄电池单元必须被充分冷却。为此，将各个蓄电池单元布置在散热板和平常的金属板之间，使得蓄电池模块基本上是在蓄电池单元和散热板之间交替的模块。为了冷却蓄电池模块和各个蓄电池单元，将散热板固定到冷却板上，冷却剂能够以力配合或材料结合的方式流过所述冷却板。例如从DE 2012 101 141 A1和EP 2 200 109 B1中已知具有这种蓄电池模块的牵引用蓄电池。
在将散热板固定到冷却板上的情况下，必须在散热板和冷却板之间布置附加的导热界面材料，例如糊料或薄膜，以降低热阻。由于与散热板相比，界面材料具有高数倍的热阻，所以无法充分冷却蓄电池模块中的各个蓄电池单元。此外，由此增加了蓄电池模块的制造支出和总成本。在将散热板以材料结合的方式固定在冷却板上的情况下，蓄电池模块的堆叠体具有更大的刚度，从而在蓄电池单元的热膨胀期间会在蓄电池模块中造成不可修复的损坏。
因此，本发明的目的是提供一种克服上述缺点的储能组件和一种用于制造所述储能组件的方法。
根据本发明，该目的通过独立权利要求的主题解决。有利的实施例是从属权利要求的主题。
本发明基于在不增加具有至少一个储能模块的储能组件中的储能模块刚度的情况下实现更好的冷却的总体思想。所述至少一个储能模块包括多个导热板，其中，各个导热板彼此平行地布置，并且在相应的两个导热板之间形成容纳凹口。在相应的容纳凹口中，每个储能元件在两侧抵靠相应的导热板布置，并且多个导热板垂直地布置在面冷却组件上。根据本发明，冷却组件包括冷却剂能够流过的至少一个冷却管，并且相应的导热板至少在一侧以材料结合的方式固定到至少一个冷却管。
通过将相应的导热板以材料结合的方式固定到冷却组件的至少一个冷却管上，能够改善导热板的冷却以及因此改善布置在导热板之间的容纳凹口中的各个储能元件的冷却。与冷却板相比，所述至少一个冷却管能够垂直于其纵向轴线弹性变形，从而在储能元件的热膨胀期间避免了储能模块中的不可修复的损坏。这里，冷却组件能够例如由铝焊接和预制，并且既包括冷却管又包括多个冲压或挤压的冷却管。为了更好地冷却储能模块，此外还规定，导热板分别在两侧以材料结合的方式固定在冷却组件的至少一个冷却管上。
当通过核力或分子力将连接配对件保持在一起时，存在一种材料键合连接。由于只能通过破坏连接装置将这些连接分离，因此材料结合的连接同时是不可拆卸的连接。材料结合的连接特别是钎焊连接、熔焊连接、胶粘连接和硫化连接。所提及的连接装置然后是在该过程中同样使用的钎焊装置、熔焊装置、粘合剂和硫化材料。
在根据本发明的解决方案的进一步发展中，各个导热板通过激光焊接以材料结合的方式固定到至少一个冷却管。通过激光焊接，能够以减少开支建立相应的导热板到至少一个冷却管的材料结合连接。因此，一方面降低了储能组件的制造成本，另一方面，使得可以在在不增加相应的导热板与冷却组件的至少一个冷却管之间的热阻的情况下，可靠且持久地固定导热板。
这里有利地规定，至少在材料结合区域中，相应的导热板的厚度对应于相应的冷却管的厚度。材料结合区域被定义为在至少一个冷却管上的区域，在该区域上以材料结合的方式固定相应的导热板。适当地，材料结合区域沿着至少一个冷却管的纵向轴线在以材料结合的方式固定到至少一个冷却管的相应导热板的整个宽度上延伸。
为了使相应的导热板在至少一个冷却管上的位置固定的布置成为可能，有利地规定，相应的导热板包括面向冷却组件的止动偏移件，所述止动偏移件在至少一个冷却管上形成用于相应的导热板的止动件。通过止动偏移件，相应的导热板以位置固定的方式布置在冷却管上并且以材料结合的方式固定在冷却管上。另外，止动偏移件能够在材料结合固定期间保护储能元件。特别地，在激光焊接期间的止动偏移件防止了激光束照射在相应的储能元件上从而防止了损坏储能元件。替代地或附加地，相应的储能元件还能够包括塑料外壳。优选地，塑料外壳是通过包覆模制相应的储能元件来制造的。塑料外壳能够适当包住储能元件保护其不受损坏。特别地，所述塑料外壳能够在激光焊接期间有利地防止激光束照射到所述储能元件上。
有利地，相应的导热板具有高导热率，并且由铝或铝合金或石墨或石墨烯或导热复合材料组成。这里，导热板既能够具有各向同性的导热性，也能够具有各向异性的导热性。通过以这种方式配置的导热板，能够将在储能元件中产生的热量更好地传导至冷却组件并进行散热。
在根据本发明的储能组件的特别优选的配置中，规定相应的储能元件包括两个储能单元，所述两个储能单元通过板状弹簧元件彼此分开。因此，两个储能单元分别在一侧抵靠导热板的一侧，而在另一侧抵靠板状弹簧元件。因此，在储能单元中产生的热量通过单侧邻接的导热板传导并排放到冷却组件。通过板状弹簧元件，相应的储能单元在整个表面积上抵靠相应的导热板，并且相应的储能单元与相应的导热板之间的热阻减小。因此，在储能单元中产生的热量能够更好地排放到导热板。适当地，板状弹簧元件是永久弹性的，使得即使在多次温度波动之后，制造公差和通过导热板和储能单元的热膨胀产生的公差也得以保持平衡。
为了将弹簧元件固定在储能元件中，有利地规定，弹簧元件在两侧分别具有粘合涂层，通过所述粘合涂层，弹簧元件在两侧以材料结合的方式固定到相应的储能单元。例如，结合层能够是粘合涂层，所述粘合涂层可以将弹簧元件持久地固定在储能元件中并且防止弹簧元件在储能单元上移位。
此外，有利地规定，所述储能元件包括至少一个电绝缘涂层，所述电绝缘涂层布置在相应的导热板和相应的储能单元之间。所述涂层是电绝缘的，并且能够特别地设置有导电的导热板，以便防止电流从储能单元泄漏到相应的导热板中以及冷却组件中。例如，涂层能够是塑料薄膜，通过所述薄膜，储能单元与相应的导热板电绝缘。替代地，电绝缘涂层也能够是以涂层方法应用于导热板和/或相应的储能单元的层压件。有利地，所述涂层还能够是具有电绝缘特性的粘合涂层，通过所述粘合涂层，相应的储能单元与相应的导热板电绝缘并且附加地固定到相应的导热板上。
为了能够将储能单元固定到相应的导热板上，规定电绝缘涂层在两侧具有结合层，电绝缘涂层通过所述结合层以材料结合的方式分别固定到相应的储能单元和相应的导热板上。例如，结合层能够是粘合涂层，通过所述粘合涂层，能够将电绝缘涂层，特别是塑料膜形式的涂层固定到相应的储能单元和相应的导热板上。通过电绝缘涂层上的结合层，储能单元和整个储能元件也固定在通过相邻的导热板形成的容纳凹口中，并且有利地防止储能元件在容纳凹口中的不期望的移位。
在根据本发明的储能组件的有利的进一步发展中，规定至少一个储能模块包括夹持设备，通过所述夹持设备，由导热板和储能元件形成的堆叠体沿堆叠方向被夹持。在沿堆叠方向夹持的堆叠体中，导热板相对于彼此具有限定的距离，并且确保储能元件在整个表面积上抵靠在导热板上。因此，储能元件中产生的热能够更好地排放到相应的导热板和冷却组件中，并且能够更好地冷却相应的储能元件。
有利地规定，夹持设备包括两个在堆叠方向上抵靠着堆叠体的夹持板，其中夹持板通过至少一条夹持带和/或通过盖和基座彼此夹持。适当地，夹持板大面积地抵靠在封闭堆叠体的相应的导热板上，或抵靠在封闭堆叠体的相应的储能元件上，从而可以通过夹持板在堆叠方向上夹持堆叠体。通过夹持板，夹持力均匀地并且大面积地施加到堆叠体中的导热板和储能元件上，从而有利地防止导热板的不期望的变形和通常不是很有弹性的储能元件的损坏。优选地，夹持板由塑性材料构成。
例如，能够通过至少一条夹持带将两个夹持板彼此夹持。为了实现均匀的夹持，例如，能够在两个夹持板上设置针对至少一条夹持带的倒圆的边缘和支撑面。另外，因此也能够防止夹持带在两个夹持板上的不期望的侧向移位。替代地或附加地，两个夹持板能够通过盖和基座彼此夹持。盖和基座沿堆叠方向并垂直于彼此相对放置的两个夹持板适当地布置。在盖和基座上均能够在其两侧分别设置固定单元，两个夹持板通过所述固定单元以力配合或材料结合的方式固定在基座和盖上。例如，固定单元能够以螺纹连接或槽和键连接的形式实现。最终的堆叠体长度也能够由基座和盖中的固定单元确定。
为了能够将储能模块暂时布置在用于组件的储能组件中，有利地规定，每个夹持板包括至少一个弹簧接合扣，通过所述弹簧接合扣，相应的储能模块可拆卸地固定在壳体中。通过弹簧接合扣，储能模块可拆卸且可接近地固定在壳体中，以便能够在储能模块上执行组装。因此，特别地能够实现相应的储能模块与其他储能模块或与外部流体和/或导电和/或数据传导部件的互连。
为了将至少一个储能模块持久地固定在外壳中，规定每个夹持板都具有至少一个正锁合凸耳，相应的储能模块通过所述正锁合凸耳以力配合的方式固定在壳体中的与正锁合凸耳互补的凹部中。例如，在相应的储能模块与其他储能模块或与外部流体和/或导电和/或数据传导部件互连之后，通过正锁合凸耳，储能模块能够持久地固定在外壳中。
在冷却组件的有利配置中，规定冷却组件包括至少一个沿堆叠方向布置的歧管，其中至少一个冷却管通向所述歧管，并且入口连接器和出口连接器以导流的方式固定到至少一个歧管上。优选地，冷却组件包括多个冷却管，其中，导热板的每一个或两个彼此相对且彼此平行的导热板以材料结合的方式固定在每个冷却管上。相应的冷却管在沿堆叠方向布置的公共歧管的两侧开口，并且其中一个歧管上的入口连接器和出口连接器使冷却剂(例如水)流过两个歧管和相应的冷却管。
为了节省空间地配置储能组件，有利地规定，入口连接器和出口连接器的纵向轴线垂直于堆叠方向，并且相对于彼此成镜像布置的两个储能模块的入口连接器和出口连接器与公共直线垂直相交，其中该公共直线垂直于堆叠方向并且垂直于相应的纵向轴线。以这种方式，两个相邻的储能模块能够节省空间地布置在储能组件中，并且因此，所述储能组件也以紧凑的方式设计。
总体上，通过将各个导热板以材料结合的方式固定在冷却组件的至少一个冷却管上，能够改善导热板的冷却，从而能够改善布置在导热板之间的容纳凹口中的各个储能元件的冷却。另外，与常规的储能组件相比，根据本发明的储能组件具有较低的刚度，从而防止了在储能元件和导热板的热膨胀时对储能模块造成不可修复的损坏。此外，根据本发明的储能组件具有减小的安装空间要求，并且能够节省空间地布置在电动车辆或混动车辆中。
本发明还涉及一种用于制造上述储能组件的方法。这里，所述方法包括由交替的储能元件和导热板组成的堆叠体的成形；将导热板垂直地布置在具有至少一个冷却管的面冷却组件上，以及将各个导热板以材料结合的方式固定在至少一个冷却管上。
有利地规定，通过激光焊接以材料结合的方式将各个导热板固定到至少一个冷却管上。通过激光焊接，能够有利地降低储能组件的制造成本，并且以减少开支的方式将相应的导热板固定到至少一个冷却管上。
为了不损坏储能元件，特别是在激光焊接期间，有利地规定，在堆叠体成形之前或之后，在相应的导热板上形成面向冷却组件的止动偏移件，并且在冷却组件上布置导热板期间，止动偏移件被布置成抵靠至少一个冷却管。通过止动偏移件，能够在激光焊接期间防止激光束照射到相应的储能元件并且防止损坏相应的储能元件。另外，成形的堆叠体能够位置固定地布置在冷却组件的至少一个冷却管上并且以材料结合的方式固定，由此能够有利地使制造公差最小化。
为了确保导热板持久地抵靠在相应的储能元件上，规定在将导热板布置在冷却组件上之前，堆叠体暂时通过夹持设备由抵靠堆叠体的两个夹持板沿堆叠方向夹持。因此，通过夹持设备将堆叠体减小到限定的堆叠体长度，从而能够将导热板位置固定地固定到冷却组件的至少一个冷却管上。此外，规定在相应的导热板的材料结合固定之后，通过至少一条夹持带和/或通过盖和基座来夹持堆叠体，并且在使用至少一条夹持带和/或通过盖和基座将堆叠体夹持之后，将夹持设备从堆叠体上拆下。
总体上，能够以减少开支和节省成本的方式来制造储能组件。
本发明的另外的重要特征和优点是从从属权利要求、附图以及通过附图从相关的附图说明中获得的。
应当理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，以上提到的并且在下面仍然要说明的特征不仅能够在所述的相应组合中使用，而且还能够在其他组合中使用或者单独使用。
在附图中示出了本发明的优选的实施例，并在下面的描述中更详细地说明，其中相同的参考标记表示相同或相似或功能相同的部件。
分别示意性地示出
图1是具有储能模块的根据本发明的储能组件的视图；
图2是具有储能模块的根据本发明的储能组件的视图；
图3是图2所示的具有储能模块的储能组件的另外的视图；
图4是具有相对于彼此成镜像布置的两个储能模块的根据本发明的储能组件的视图；
图5至10示出了根据本发明的用于制造具有储能模块的图1所示的储能组件的方法的各个步骤。
图1示出了具有储能模块2的根据本发明的储能组件1的视图。储能模块2包括彼此平行布置的多个导热板3。在相应的两个导热板3之间形成有容纳凹口4，在所述容纳凹口中，每个储能元件5在两侧抵靠相应的导热板3布置。交替的导热板3和储能元件5沿堆叠方向6堆叠并且形成堆叠体7。
导热板3垂直地布置在具有多个冷却管9的面冷却组件8上，冷却剂能够流过所述冷却管，其中各个冷却管9通向歧管10。导热板3具有高导热率，并且能够将储能元件5中产生的热量排放到冷却组件8。导热板3中的每个以材料结合的方式(例如通过激光焊接)固定到在材料放置区域11中的冷却管9。通过以材料结合的方式将导热板3分别固定在冷却组件8的冷却管9上，能够显著改善导热板3的冷却以及因此布置在导热板3之间的容纳凹口4中的储能元件5的冷却。
每个导热板3包括面向冷却组件8的止动偏移件12，所述止动偏移件抵靠相应的冷却管9。通过止动偏移件12，导热板3以位置固定的方式固定到相应的冷却管9。另外，止动偏移件12能够在材料结合的固定期间，特别是在激光焊接期间，保护储能元件5免受激光束照射到储能元件5上。冷却管9沿着相应的导热板3布置，并且由于该结构而在堆叠方向6上可弹性变形。在储能元件5和导热板3的热膨胀期间，以这种方式能够有利地避免在储能模块2中的不可修复的损坏。
布置在容纳凹口4中的储能元件5中的每个包括两个储能单元13，所述储能单元通过板状弹簧元件14彼此分开。储能单元13的每一个在一侧抵靠导热板3，在另一侧抵靠弹簧元件14。通过永久弹性弹簧元件14，相应的储能单元13与相应的导热板3之间的热阻显著减小，并且在储能单元13中产生的热量可以更好地排放到导热板3。弹簧元件14以材料结合的方式，例如通过粘合涂层在其两侧固定到储能单元13，并且储能单元13固定在邻接的导热板3上，从而防止了储能元件5在容纳凹口4中的不期望的移位。
另外，储能模块2包括夹持设备15，通过所述夹持设备将堆叠体7沿堆叠方向6夹持。在堆叠体7中，导热板3以这种方式彼此具有限定的距离，并且储能元件5在整个表面积上抵靠导热板3。夹持设备15包括两个夹持板16，所述夹持板沿堆叠方向6在大表面积上抵靠堆叠体7。通过夹持板16，夹持力均匀地并且大面积地施加到堆叠体7中的导热板3和储能元件5上，并且防止了导热板3的不期望的变形和储能元件5的损坏。在本示例性实施例中，夹持板16通过夹持带17以及通过盖18a和基座18b彼此夹持。盖18a和基座18b沿着堆叠方向6并且垂直于彼此相对放置的两个夹持板16布置。在盖18a上以及在基座18b上，均设置有多个呈槽和键连接形式的固定单元19，通过该固定单元将两个夹持板16和导热板3可靠地固定在盖18a和基座18b上。
图2和图3示出了具有储能模块2的根据本发明的储能组件1的视图。这里，夹持板16包括多个弹簧接合扣20，通过所述弹簧接合扣，储能模块2可拆卸地固定在这里未示出的壳体中。例如通过用于与外部部件互连的弹簧接合扣20，储能模块能够可拆卸且可接近，并且因此通过在夹持板16上整体形成的多个正锁合凸耳21永久地固定在壳体中。通过弹簧接合扣20和正锁合凸耳21，明显简化了储能模块2的组装。此外，为了使冷却液流过歧管10和冷却管9，入口连接器22和出口连接器23以导流的方式固定到歧管10，其中，入口连接器22的纵向轴线22a和出口连接器23的纵向轴线23a彼此平行且垂直于堆叠方向6布置。
现在，图4示出了具有两个储能模块2的根据本发明的储能组件1的视图。两个储能模块2相对于彼此成镜像布置，其中，两个入口连接器22的纵向轴线22a和两个出口连接器23的纵向轴线23a公共直线A垂直相交，该公共直线垂直于堆叠方向6并且垂直于相应的纵向轴线22a和23a。以这种方式，两个相邻的储能模块2能够节省空间地布置在储能组件1中。
总体上，通过以材料结合的方式将导热板3固定到冷却组件8，能够显著改善根据本发明的储能组件1中的储能元件5的冷却。另外，根据本发明的储能组件1的堆叠体7具有较低的刚度，并且能够有利地避免由于储能元件5和导热板3的热膨胀而对储能模块2造成的不可修复的损坏。此外，储能模块2能够节省空间地布置在根据本发明的储能组件1中，并且在电动车辆或混动车辆中减少了根据本发明的储能组件1的安装空间要求。
图5至图10示出了根据本发明的用于制造具有储能模块2的储能组件1的方法的各个步骤。根据图1，首先将储能元件5形成为堆叠体7，每个堆叠体具有弹簧元件14和分别与导热板3交替的两个储能元件13。根据图6，堆叠体7通过夹持设备24使用两个夹持板16在夹持方向6上夹持。根据图7，夹持的堆叠体7以材料结合的方式(优选地通过激光焊接)固定在冷却组件8的冷却管9上。通过导热板3上的止动偏移件12，保护储能元件5在激光焊接期间免受激光束照射。根据图8，盖18a和基座18b牢固地固定到堆叠体7上。随后，使用至少一条夹持带17夹持储能模块，并且根据图10，夹持设备24从储能模块2上拆下。通过根据本发明的方法，能够以减少支出和节省成本的方式来制造储能组件1。

Claims (21)

1.一种具有至少一个储能模块(2)的储能组件(1)，
-其中所述至少一个储能模块(2)包括多个导热板(3)，
-其中各个导热板(3)彼此平行地布置，并且在两个导热板(3)之间分别形成容纳凹口(4)，
-其中在相应的容纳凹口(4)中，每个储能元件(5)在两侧抵靠相应的导热板(3)布置，以及
-其中所述多个导热板(3)至少垂直地布置在面冷却组件(8)的一侧，其特征在于，
所述冷却组件(8)包括冷却剂能够流过的至少一个冷却管(9)，并且相应的导热板(3)以材料结合的方式固定在所述至少一个冷却管(9)上。
2.根据权利要求1所述的储能组件，其特征在于，相应的导热板(3)通过激光焊接以材料结合的方式固定到所述至少一个冷却管(9)上。
3.根据权利要求1或2所述的储能组件，其特征在于，相应的导热板(3)的厚度至少在材料结合区域(11)中对应于相应的冷却管(9)的厚度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的储能组件，其特征在于，相应的导热板(3)包括面向所述冷却组件(8)的止动偏移件(12)，所述止动偏移件在相关的冷却管(9)上形成用于相应的导热板(3)的止动件。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的储能组件，其特征在于，各个储能元件(5)包括塑料外壳，所述塑料外壳优选地通过包覆模制制成。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的储能组件，其特征在于，各个导热板(3)由铝或铝合金或石墨或石墨烯或导热复合材料组成。
7.根据前述权利要求中任一项所述的储能组件，其特征在于，各个储能元件(5)包括两个储能单元(13)，所述两个储能单元通过板状弹簧元件(14)彼此分开。
8.根据权利要求7所述的储能组件，其特征在于，所述弹簧元件(14)在两侧分别具有结合层，通过所述结合层，所述弹簧元件(14)在两侧以材料结合的方式固定到相应的储能单元(13)。
9.根据权利要求7或8所述的储能组件，其特征在于，所述储能元件(5)包括至少一个电绝缘涂层，所述电绝缘涂层布置在相应的导热板(3)和相应的储能单元(13)之间。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的储能组件，其特征在于，所述电绝缘涂层在两侧分别包括结合层，通过所述结合层，所述电绝缘涂层以材料结合的方式固定到相应的储能单元(13)和相应的导热板(3)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的储能组件，其特征在于，至少一个储能模块(2)包括夹持设备(15)，通过所述夹持设备，由导热板(3)和储能元件(5)形成的堆叠体(7)沿堆叠方向(6)被夹持。
12.根据权利要求11所述的储能组件，其特征在于，所述夹持设备(15)包括沿堆叠方向(6)抵靠堆叠体(7)的两个夹持板(16)，所述夹持板优选地由塑性材料构成，其中所述夹持板(16)通过至少一条夹持带(17)和/或通过盖(18a)和基座(18b)彼此夹持。
13.根据权利要求12所述的储能组件，其特征在于，所述夹持板(16)中的每个具有至少一个弹簧接合扣(20)，相应的储能模块(2)通过所述至少一个弹簧接合扣可拆卸地固定在壳体中。
14.根据权利要求12或13所述的储能组件，其特征在于，所述夹持板(16)中的每个包括至少一个正锁合凸耳(21)，通过所述至少一个正锁合凸耳，相应的储能模块(2)以力配合的方式固定在壳体中的与正锁合凸耳(21)互补的凹部中。
15.根据前述权利要求中任一项所述的储能组件，其特征在于，所述冷却组件(8)包括沿堆叠方向(6)布置的至少一个歧管(10)，其中至少一个冷却管(9)打开，并且入口连接器(22)和出口连接器(23)以导流的方式固定到所述至少一个歧管(10)。
16.根据权利要求15所述的储能组件，其特征在于，所述入口连接器(22)和所述出口连接器(23)的纵向轴线(22a、23a)垂直于所述堆叠方向(6)，并且相对于彼此成镜像布置的两个储能模块(2)的入口连接器(22)和出口连接器(23)与公共直线(A)垂直相交，其中所述公共直线垂直于所述堆叠方向(6)并且垂直于相应的纵向轴线(22a、23a)。
17.一种用于制造根据权利要求1至16中任一项所述的储能组件(1)的方法，包括：
-由交替的储能元件(5)和导热板(3)组成的堆叠体(7)的成形；
-将所述导热板(3)垂直地布置在具有至少一个冷却管(9)的面冷却组件(8)上；
-将各个导热板(3)以材料结合的方式固定在所述至少一个冷却管(9)上。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在材料结合期间，通过激光焊接将各个导热板(3)固定到所述至少一个冷却管(9)。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，在所述堆叠体(7)成形之前或之后，在各个导热板(3)上形成面向所述冷却组件(8)的止动偏移件(12)，并且在将导热板(3)布置在所述冷却组件(8)上的过程中，所述止动偏移件(12)被布置成抵靠所述至少一个冷却管(9)。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的方法，其特征在于，在将所述导热板(3)布置在所述冷却组件(8)上之前，所述堆叠体(7)暂时通过夹持设备(24)由抵靠所述堆叠体(7)的两个夹持板(16)沿堆叠方向(6)夹持。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，在以材料结合的方式固定各个导热板(3)之后，通过至少一条夹持带(17)和/或通过盖(18a)和基座(18b)来夹持所述堆叠体(7)，并且在使用所述至少一条夹持带(17)和/或使用所述盖(18a)和所述基座(18b)夹持所述堆叠体(7)之后，将所述夹持设备(24)从所述堆叠体(7)上拆下。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020204584A1 (de) * 2020-04-09 2021-10-14 Mahle International Gmbh Batterie für ein batteriebetriebenes Kraftfahrzeug

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201219113Y (zh) * 2008-06-30 2009-04-08 苏州星恒电源有限公司 一种方形锂电池组件
EP2200109A2 (de) * 2008-12-12 2010-06-23 Behr GmbH & Co. KG Halte- und Kühlungsvorrichtung für eine galvanische Zelle
CN102717700A (zh) * 2012-07-02 2012-10-10 重庆长安汽车股份有限公司 汽车及其电池散热结构
CN103069644A (zh) * 2010-08-16 2013-04-24 株式会社Lg化学 具有紧凑式结构和良好散热特性的电池模块及中大型电池组
CN103201870A (zh) * 2010-10-29 2013-07-10 达纳加拿大公司 用于冷却导热蓄电池的热交换器和蓄电池单元结构
CN104716397A (zh) * 2013-12-16 2015-06-17 认知控管株式会社 二次电池模块

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008034862B4 (de) * 2008-07-26 2011-09-22 Daimler Ag Batterie mit einem Zellverbund mehrerer Batteriezellen
DE102009038404A1 (de) * 2009-08-24 2011-03-03 Behr Gmbh & Co. Kg Trägervorrichtung für eine elektrochemische Energiespeichereinheit
JP5102902B2 (ja) * 2009-12-07 2012-12-19 住友重機械工業株式会社 ショベル
DE202012101076U1 (de) * 2011-04-14 2012-04-19 Visteon Global Technologies, Inc. Vorrichtung zum Kühlen von Batterien, insbesondere für Kraftfahrzeuge
EP2608309A1 (de) * 2011-12-21 2013-06-26 Fortu Intellectual Property AG Batteriemodul mit Batteriemodulgehäuse und Batteriezellen
DE102012101141A1 (de) 2012-02-14 2013-08-14 Elringklinger Ag Kühlrippenmodul für eine elektrochemische Energiespeichervorrichtung
KR101692790B1 (ko) * 2013-07-31 2017-01-04 주식회사 엘지화학 냉매 유로를 포함하는 전지모듈 어셈블리
DE102013219665B4 (de) * 2013-09-30 2021-05-06 Vitesco Technologies GmbH Kühlanordnung
EP3259800B1 (en) * 2015-02-18 2022-12-07 Shift Clean Solutions Ltd. Lithium ion battery module with cooling system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201219113Y (zh) * 2008-06-30 2009-04-08 苏州星恒电源有限公司 一种方形锂电池组件
EP2200109A2 (de) * 2008-12-12 2010-06-23 Behr GmbH & Co. KG Halte- und Kühlungsvorrichtung für eine galvanische Zelle
CN103069644A (zh) * 2010-08-16 2013-04-24 株式会社Lg化学 具有紧凑式结构和良好散热特性的电池模块及中大型电池组
CN103201870A (zh) * 2010-10-29 2013-07-10 达纳加拿大公司 用于冷却导热蓄电池的热交换器和蓄电池单元结构
CN102717700A (zh) * 2012-07-02 2012-10-10 重庆长安汽车股份有限公司 汽车及其电池散热结构
CN104716397A (zh) * 2013-12-16 2015-06-17 认知控管株式会社 二次电池模块

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