CN114097134A - 储能装置和交通工具 - Google Patents

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Abstract

提供一种储能装置(1)，其具有‑壳体(1a)，所述壳体包括两个相互对置的侧壁(2)，和‑模块(3a)，所述模块包括：‑布置在所述侧壁(2)之间的两个相互对置的冷却壁(4a)，‑冷却板(5a)，所述冷却壁(4a)布置在所述冷却板上，‑至少两个储能器(6a)，至少两个储能器布置在所述冷却壁(4a)之间并且布置在所述冷却板(5a)上，和‑布置在两个储能器(6a)之间的压力元件(7a)，其中，所述压力元件(7a)将所述储能器(6a)分别压向邻接的冷却壁(4a)。此外，本发明还提供一种具有这种储能装置(1)的交通工具(15)。

Description

储能装置和交通工具
提供一种储能装置。此外还提供一种交通工具。
所要解决的技术问题在于，提供一种特别紧凑的储能装置。此外提供一种具有这种储能装置的交通工具。
储能装置例如是电池托盘、尤其自承载式的电池托盘。
按照至少一种实施方式，储能装置包括壳体，所述壳体包括两个相互对置的侧壁。所述侧壁在例如具有相互垂直的轴线x、y和z的三维的空间中延伸。轴线x和y在此和下文中定义了横向并且轴线z定义了竖向。侧壁分别具有主延伸面，所述主延伸面例如分别至少局部地或者完全地沿着轴线y和z延伸。相互对置的侧壁例如彼此平行地延伸。
按照至少一种实施方式，储能装置包括模块，所述模块包括两个相互对置的冷却壁。所述冷却壁在该实施方式中布置在侧壁之间。冷却壁基本上垂直于侧壁延伸。术语“基本上垂直”在此和下文中是指，相关元件的主延伸面围成至少85°并且最高95°、尤其是至少89°并且最高91°的角。此外，冷却壁和侧壁例如直接地相互接触。冷却壁由此分别具有主延伸面，所述主延伸面例如沿着轴线x和z延伸。
按照至少一种实施方式，所述模块包括冷却板，冷却壁布置在所述冷却板上。冷却板在此布置在侧壁之间。冷却板基本上垂直于侧壁和冷却壁延伸。冷却板由此具有主延伸面，所述主延伸面例如沿着轴线x和y延伸。此外，冷却板例如与冷却壁和侧壁直接地相互接触。
冷却壁和/或冷却板例如具有特别大的导热率。冷却壁和/或冷却板例如分别包括金属。所述导热率例如至少是10W/(m*K)、尤其至少250W/(m*K)。由此能够有利地特别好地导出在储能装置中产生的热量。
按照至少一种实施方式，所述模块包括至少两个储能器，至少两个储能器布置在冷却壁之间并且布置在冷却板上。储能器的侧面分别具有主延伸面，所述主延伸面例如沿着轴线x和z延伸。相邻的储能器的侧面在这种情况下沿着轴线y的方向彼此相间隔地布置。
此外，储能器的侧壁分别具有仅略微小于侧壁间的距离的长度。所述侧壁间的距离例如等于侧壁沿着轴线x的距离。术语“略微小于”在此是指，储能器的侧面的长度比侧壁间的距离最高小2cm、尤其最高小0.2cm。
此外可行的是，所述模块包括两个以上的储能器。储能器例如沿着沿轴线y延伸的线布置。在此，至少两个直接相邻的储能器沿着轴线y的方向彼此相间隔地布置。备选地可行的是，所有直接相邻的储能器沿着轴线y彼此相间隔地布置。
每个储能器例如通过由多个电池单体构成的阵列构成。所述电池单体例如沿着轴线x并排地布置。此外，阵列的直接相邻的电池单体直接地相互接触。阵列的电池单体尤其导电地相互连接。
按照至少一种实施方式，所述模块包括布置在两个储能器之间的压力元件。压力元件设计为，沿着横向和/或竖向将机械压力施加到储能器上。压力元件例如与储能器的相邻接的侧面直接地接触。压力元件壁基本上垂直于侧壁延伸。压力元件由此具有主延伸面，所述主延伸面例如沿着轴线x和z延伸。此外，压力元件例如与储能器的相邻接的侧面直接地接触。由此能够特别好地导出储能器中产生的热量。
如果模块包括两个以上的储能器，则所述模块尤其包括一个以上的压力元件。在这种情况下，在直接相邻的储能器之间分别布置有压力元件。备选地可行的是，具有两个以上的储能器的模块具有单独的压力元件。在这种情况下，其间布置有压力元件的两个储能器彼此相间隔地布置。在这种情况下，其余的储能器直接地相互接触。
按照至少一种实施方式，压力元件将储能器分别压向邻接的或毗邻的冷却壁。压力元件由此例如沿着轴线y将压力施加到储能器上。所述压力在此沿着彼此相反的方向作用在其间布置有压力元件的相邻的储能器上。由此通过所述压力分别将储能器压向邻接的冷却壁。通过所述压力使储能器机械稳定地与冷却壁连接。储能器由此沿着横向机械稳定地被固定。此外，由此使储能器沿着竖向机械稳定地被固定。压力元件由此借助挤压固定使储能器被固定。在此有利地可行的是，一个或多个压力元件构成用于机械地固定储能器的唯一的器件。
在至少一种实施方式中，储能装置包括壳体，所述壳体包括两个相互对置的侧壁。此外，储能装置包括模块，所述模块包括布置在侧壁之间的两个相互对置的冷却壁、其上布置有冷却壁的冷却板、布置在冷却壁之间并且布置在压力板上的至少两个储能器和布置在两个储能器之间的压力元件。此外，压力元件将储能器分别压向邻接的或毗邻的冷却壁。
在此所述的储能装置的其中一个思路是，通过压力元件将至少两个储能器分别压向邻接的冷却壁。由此通过压力元件沿横向且沿竖向机械稳定地固定储能器。通过这种固定能够使冷却板设计得特别薄，因为该冷却板在机械上几乎不受载荷。此外，如果储能器出现故障，能够特别容易地更换故障的储能器，因为不必拆卸另外的用于机械固定的器件、例如螺钉或者铆钉。
此外，通过这种挤压固定使储能器布置得特别靠近冷却壁。这使得能够特别好地将热量从储能器输出到冷却壁。此外，侧壁间的距离几乎与储能器的侧面的长度相同。由此使储能器有利地特别紧凑并且节省位置空间地构造。
按照至少一种实施方式，储能装置包括至少一个另外的模块，所述至少一个另外的模块包括两个相互对置的另外的冷却壁。所述另外的冷却壁在该实施方式中布置在侧壁之间。所述另外的冷却壁例如平行于冷却壁地延伸。冷却壁和侧壁例如直接地相互接触。侧壁与冷却壁的直接的接触使得能够特别好地进行热传递。
按照至少一种实施方式，所述另外的模块包括另外的冷却板，另外的冷却壁布置在所述另外的冷却板上。所述另外的冷却板在此布置在侧壁之间。所述另外的冷却板例如平行于冷却板地延伸。所述另外的冷却板例如与另外的冷却壁和侧壁直接地相互接触。通过冷却壁与冷却板的直接接触使得在冷却壁和冷却板之间有利地存在特别好的热传导的接触。
按照至少一种实施方式，所述另外的模块包括至少两个另外的储能器，至少两个另外的储能器布置在另外的冷却壁之间并且布置在另外的冷却板上。相邻的另外的储能器的侧面例如沿着轴线y的方向彼此相间隔地布置。每个另外的储能器例如通过由多个电池单体构成的阵列构成。
按照至少一种实施方式，所述另外的模块包括布置在两个另外的储能器之间的另外的压力元件。所述另外的压力元件例如平行于压力元件地延伸。此外，所述另外的压力元件例如与另外的储能器的邻接的侧面直接地接触。由此能够特别好地导出另外的储能器中产生的热量。
在另外的实施方式中，另外的模块包括两个以上的另外的储能器。在这种情况下，所述另外的模块包括一个以上的另外的压力元件或者单独的另外的压力元件。
按照至少一种实施方式，所述另外的压力元件将所述另外的储能器分别压向邻接的另外的冷却壁。所述另外的压力元件由此沿着轴线y将压力施加到储能器上。通过另外的压力元件使另外的储能器沿横向且沿竖向机械稳定地固定。有利地，一个或多个另外的压力元件例如是用于机械固定另外的储能器的唯一的器件。
按照至少一种实施方式，所述另外的模块通过侧壁与所述模块机械稳定地连接。所述另外的模块例如沿着竖向布置在所述模块上方。冷却壁、另外的冷却壁、冷却板、另外的冷却板、储能器和另外的储能器尤其具有相同的尺寸。所述模块和所述另外的模块由此在朝向沿横向的平面观察的俯视图中完全重叠。模块的储能器在这种情况下布置在模块的冷却板和另外的模块的另外的冷却板之间。储能器由此能够有利地从两侧冷却。由此有利地延长了储能器的使用寿命，由此使储能器的运行成本特别低。
所述模块和所述另外的模块分别布置在侧壁之间。模块和另外的模块在此分别与侧壁机械稳定地连接。第一模块和第二模块例如直接地相互接触。直接的接触有利地实现了特别好的热传递。
此外，储能器可以包括多个另外的模块。所述另外的模块分别具有另外的冷却壁、另外的冷却板、另外的储能器和另外的压力元件。所述模块和所述另外的模块在这种情况下通过侧壁机械稳定地连接。模块和另外的模块例如沿竖向彼此相叠地布置。另外的模块的另外的储能器例如布置在所述另外的模块的另外的冷却板和布置在所述模块上方的另外的模块的另外的冷却板之间。另外的储能器由此能够有利地从两侧冷却。由此有利地延长了另外的储能器的使用寿命并且由此使所述另外的储能器的运行成本特别低。
按照至少一种实施方式，压力元件至少局部地楔形地构造和/或至少局部地管状地构造。如果压力元件至少局部地楔形地设计，则楔形的压力元件在平行于侧面的横截面中具有朝向冷却板逐渐收窄的形状。如果这种压力元件例如被朝向冷却板的方向压，则储能器有利地被压向相应的冷却壁上。
此外可行的是，压力元件包括楔形地构造的多个区域。这些区域彼此并排布置在储能器之间。储能器由此有利地特别均匀地被压向相应的冷却壁。
此外有利的是，压力元件的背离冷却板的增宽的区域沿横向设计得比储能器件的距离更大。该增宽的区域例如形状配合地布置在储能器的背离冷却板的覆盖面上。如果这种压力元件例如被朝向冷却板的方向压，则储能器有利地被压向相应的冷却壁并且也通过增宽的区域有利地被压向冷却板。
如果压力元件至少局部地管状地构造，则管状的压力元件可以由气体或者液体填充。如果管状的压力元件被填充，则管状的压力元件有利地将储能器压向邻接的冷却壁。此外，填充的管状的压力元件能够排空，从而没有压力作用在储能器上。由此有利地实现了特别简单地更换各个单独的储能器。
如果例如储能装置具有模块和另外的模块，则压力元件优选针对每个模块相同地设计。
按照至少一种实施方式，所述储能器部分地被电绝缘的绝缘元件围绕。第一绝缘元件例如布置在冷却壁的内表面上。此外，第二绝缘元件例如布置在侧壁的内表面上。由此储能器在模块内例如在横向上完全被绝缘元件围绕。在这种情况下，第一绝缘元件和第二绝缘元件在侧壁和冷却壁之间的棱边的区域中相叠地构造。第一绝缘元件和第二绝缘元件在该区域中直接地相互接触并且由此有利地提高了储能装置的漏电强度。
第三绝缘元件例如布置在冷却板的内表面上。第三绝缘元件例如在冷却板和侧壁之间的棱边的区域中与第二绝缘元件相叠地构造。第三绝缘元件在这些区域中与第二绝缘元件直接地接触。此外，第三绝缘元件例如在冷却板和冷却壁之间的棱边的区域中与第一绝缘元件相叠地构造。第三绝缘元件在这些区域中与第一绝缘元件直接地接触。由此储能器的漏电强度有利地特别高。
侧壁的内表面、冷却壁的内表面和/或冷却板的内表面在该实施方式中朝向储能器。
如果储能装置具有另外的模块，则另外的储能器部分地被电绝缘的另外的绝缘元件围绕。
按照至少一种实施方式，绝缘元件具有电绝缘的薄膜。所述电绝缘的薄膜例如包括电绝缘材料和/或介电材料。电绝缘的薄膜例如包括聚酰亚胺和/或聚酰胺。电绝缘的薄膜例如具有最高1mm、尤其最高0.2mm的厚度。通过较小的厚度使得在储能器中产生的热量能够有利地特别好地向着冷却壁、冷却板和/或侧壁导出。
按照至少一种实施方式，绝缘元件具有电绝缘的泡沫。电绝缘的泡沫包括电绝缘的材料。如果模块和另外的模块例如彼此相叠地布置，则这种电绝缘的泡沫能够有利地特别简单地置入储能器与另外的冷却板之间。
按照至少一种实施方式，侧壁的内表面、冷却壁的内表面和/或冷却板的内表面电绝缘地设计。侧壁的内表面、冷却壁的内表面和/或冷却板的内表面例如包括电绝缘的材料。侧壁、冷却壁和/或冷却板例如可以至少局部地由电绝缘的材料构成。在这种情况下可以有利地至少局部地舍弃电绝缘的薄膜。
按照至少一种实施方式，冷却板包括冷却元件。冷却板例如包括冷却通道或者换热管。冷却元件例如嵌入冷却板中。术语“嵌入”在此可以是指，冷却元件贴靠在冷却板上、部分地布置在冷却板内、完全地布置在冷却板内和/或在冷却元件的外表面的至少一部分上被冷却板包围。如果冷却板具有冷却通道，则在冷却板上布置有冷却入口和冷却出口。
此外，冷却壁可以包括另外的冷却元件、例如另外的冷却通道或者另外的换热管。冷却壁的另外的冷却通道或者冷却壁的另外的换热管例如与冷却板的冷却通道或者冷却板的换热管导热地连接。冷却通道和另外的冷却通道或者换热管和另外的换热管例如一体式地构造。另外的换热管由此有利地也能够通过冷却板上的冷却入口和冷却出口运行。
此外，冷却壁的另外的冷却元件可以包括多个散热肋，所述多个散热肋扩大了冷却壁的面积并且由此有利地实现了特别好的热输出。
按照至少一种实施方式，冷却壁包括定位元件。所述定位元件例如设计用于沿横向将另外的模块定位在模块上方。定位元件例如具有圆柱的形状。定位元件例如布置在冷却壁的与冷却板相对置的侧壁上。此外，定位元件例如沿着轴线z延伸。
按照至少一种实施方式，冷却壁包括用于另外的定位元件的容纳部。用于另外的定位元件的容纳部例如是延伸到冷却壁中的凹部。所述凹部例如具有圆柱的形状。在这种情况下，凹部的直径大于定位元件的直径。所述凹部例如从冷却壁的与冷却板相对置的侧面沿竖向延伸到冷却壁中。用于另外的定位元件的容纳部例如沿横向与定位元件相间隔地布置。
此外，另外的模块的另外的冷却板可以包括另外的定位元件和用于定位元件的容纳部。另外的定位元件例如布置在另外的冷却板的朝向冷却壁的主面上。此外，用于定位元件的容纳部例如是凹部，并且用于定位元件的容纳部布置在另外的冷却板的朝向冷却壁的主面上。
如果储能装置具有模块和另外的模块，则定位元件安设在用于定位元件的容纳部中。此外，另外的定位元件安设在用于另外的定位元件的容纳部中。第一模块和另外的模块由此能够有利地特别简单地彼此相叠地堆叠，而模块不会在制造过程期间沿横向滑移。
按照至少一种实施方式，侧壁、冷却壁和冷却板构成模块的内部空间。如果储能装置具有另外的模块，则侧壁、另外的冷却壁和另外的冷却板构成另外的模块的另外的内部空间。
按照至少一种实施方式，模块的储能器填充所述内部空间的至少90％。这意味着，由冷却板、冷却壁和侧壁包围的整个容积几乎由储能器填充。如果储能装置具有另外的模块，则另外的模块的另外的储能器填充另外的内部空间的至少90％、尤其至少95％。储能装置由此有利地特别紧凑地构造。通过这种紧凑的储能装置能够使储能器的能量容量的密度设计得特别大。由于特别大的密度，具有储能器的储能装置可以设计得特别轻。
按照至少一种实施方式，储能器相互电连接成牵引电池。每个储能器和每个另外的储能器尤其都电连接成牵引电池。牵引电池例如由多个并联和串联的电池单体构成。与通过电池单体的阵列构成的单独的储能器相比，牵引电池具有相对高的输出电压。如果储能装置具有模块和另外的模块或者多个另外的模块，则储能器和另外的储能器彼此电连接成牵引电池。由此能够有利地提供特别高的电压。
按照至少一种所述方式，冷却壁通过第一连接元件与侧壁机械稳定地连接。第一连接元件例如通过螺纹连接或者形状接合或者粘接或者焊接构成。
按照至少一种实施方式，冷却板通过第二连接元件与侧壁机械稳定地连接。第二连接元件例如通过螺纹连接或者形状接合或者粘接或者焊接构成。
按照至少一种实施方式，冷却板通过第三连接元件与冷却壁机械稳定地连接。第三连接元件例如通过螺纹连接或者形状接合或者粘接或者焊接构成。
如果储能装置具有另外的模块，则另外的冷却壁通过另外的第一连接元件与侧壁机械稳定地连接。此外在这种情况下，另外的冷却板通过另外的第二连接元件与侧壁机械稳定地连接。冷却板可以通过另外的第三连接元件与另外的冷却壁机械稳定地连接。
此外提供一种交通工具，其具有在此描述的储能装置。与储能装置结合地公开的全部特征因此也与所述交通工具结合地公开并且反之亦然。由于例如安装在交通工具中的具有储能器的储能装置设计得特别轻，因此轴载荷也设计得特别低。由此有利地使得交通工具的能量消耗特别低。所述交通工具例如是轨道交通工具或者机动车。
此外，这种储能装置除了作为移动式储能器之外也设置用于静止的储能器。储能装置例如可以作为太阳能蓄能器在住宅中使用。
通过以下结合相应附图对本发明的实施例的描述，使本发明的上述特性、特征和优点及其实现方式更清楚和易于理解。
在附图中：
图1、2、3、4和5示出按照实施例的储能装置的示意图，
图6、7和8示出按照实施例的储能装置的示意图，和
图9示出按照实施例的轨道交通工具的示意图；
按照图1、2、3、4和5的实施例的储能装置1包括具有两个侧壁2的壳体1a，模块3a布置在所述侧壁之间。平行地延伸的侧壁2分别具有主延伸面，所述主延伸面例如沿轴线y和z延伸。
布置在所述侧壁之间的模块3a包括两个相互对置的冷却壁4a。平行地延伸的冷却壁4a分别布置在侧壁2之间。冷却壁4a分别具有主延伸面，所述主延伸面分别沿轴线x和z延伸。冷却壁4a通过第一连接元件12a与侧壁2机械稳定地连接。
此外，模块3a包括冷却板5a，冷却壁4a布置在所述冷却板上。冷却板5a在此同样布置在侧壁2之间。此外，冷却板5a具有主延伸面，所述主延伸面沿轴线x和y延伸。冷却板5a通过第二连接元件13a与侧壁2机械稳定地连接。冷却板5a在此与侧壁2和冷却壁4a直接地接触。此外，侧壁2和冷却壁4a直接地接触。侧壁2、冷却壁4a和冷却板5b在此构成模块3a的内部空间。
模块3a包括至少两个储能器6a，所述至少两个储能器布置在冷却壁4a之间并且布置在冷却板5b上。此外，储能器6a布置在侧面2之间。这意味着，储能器6a布置在模块3a的内部空间中。
在冷却壁4a的内表面上、在冷却板5a的其中一个内表面上并且在侧壁2的内表面上分别布置有电绝缘的绝缘元件8。冷却壁4a的内表面、冷却板5a的内表面和侧壁2的内表面在此朝向模块3a的内部空间。电绝缘的绝缘元件8例如是电绝缘的薄膜8c。电绝缘的绝缘元件8备选地是电绝缘的泡沫8d。
在储能器6a之间布置有压力元件7a。压力元件7a至少局部地楔形地和/或管状地构造。如果压力元件7a楔形地构造，则楔形的压力元件7a沿着轴线y将机械压力施加到储能器6a上。压力元件7a分别沿着轴线y将储能器6a压到邻接的冷却壁4a上。通过压力使储能器6a机械稳定地与冷却壁4a连接。
此外，如图2和图3所示，冷却板5a通过第三连接元件14a与冷却壁4a机械稳定地连接。
如图4和图5所示，冷却板5a在沿着轴线x和y的平面中突伸超出由冷却壁4a限定的内部空间。在冷却板5a上，在两个突出的区域中分别布置有例如用于冷却液的入口9a和出口9b。入口9a和出口9b按照图4的俯视图点对称地布置在底板上。备选地可行的是，入口9a和出口9b按照图4的俯视图镜像对称地布置在底板上。
按照图6、7和8的实施例的储能装置1与图1、2、3、4和5的实施例不同地包括另外的模块3b。所述另外的模块分别包括布置在侧壁2之间的两个相互对置的另外的冷却壁4b。所述另外的冷却壁4b在侧面上与冷却壁4a布置在沿轴线x和z延伸的共同平面中。所述另外的冷却壁4b通过另外的第一连接元件12b与侧壁2机械稳定地连接。
此外，每个另外的模块3b包括另外的冷却板5b，另外的冷却壁4b分别布置在所述另外的冷却板5b上。另外的冷却板5b通过另外的第二连接元件13b与侧壁2机械稳定地连接。另外的模块的侧壁2、另外的冷却壁4b和另外的冷却板5b分别构成另外的内部空间3b。在该另外的内部空间3b中分别布置有两个另外的储能器6b。
在另外的冷却壁4b的内表面上、在冷却板5a的表面上并且在侧壁2的内表面上分别布置有电绝缘的另外的绝缘元件8b。
此外，另外的模块3b分别具有另外的压力元件7b，所述另外的压力元件布置在储能器6b之间。另外的压力元件7b具有与按照图1、2、3、4和5的实施例的压力元件7a相同的形状。通过由另外的压力元件7b产生的压力使另外的储能器6b分别机械稳定地与相应的另外的冷却壁4b连接。
如图7所示，在另外的冷却板5b上分别布置有入口9a和出口9b。入口9a和出口9b例如与图4的实施例相同地布置。
如图8所示，冷却壁4a和另外的冷却壁4b分别包括定位元件10a。冷却板5b和另外的冷却板5b分别包括另外的定位元件10b。此外，冷却壁4a和另外的冷却壁4b相对于每个另外的定位元件10b分别包括用于另外的定位元件的容纳部11b。冷却板5a和另外的冷却板5b相对于每个定位元件10a分别包括用于定位元件的容纳部11a。每个定位元件10a在此至少部分地引入相应的用于定位元件的容纳部11a中，并且每个另外的定位元件10b至少部分地引入相应的用于另外的定位元件的容纳部11b中。
另外的冷却板5b和储能器6a之间的间隙由绝缘元件8a填充。另外的冷却板5b和另外的储能器6b之间的间隙例如分别由另外的绝缘元件8b填充。
按照图9的实施例，交通工具15、尤其轨道交通工具包括至少一个在此描述的储能装置1。
尽管根据实施例详细地示出和描述了本发明，然而本发明并不局限于公开的实施例和其中阐述的具体的特征组合。本领域技术人员能够在不离开要求保护的本发明的保护范围的情况下得到本发明的另外的变型方案。
附图标记列表
1 储能装置
1a 壳体
2 侧壁
2a 侧壁的内表面
3a 模块
3b 另外的模块
4a 冷却壁
4b 另外的冷却壁
4c 冷却壁的内表面
5a 冷却板
5b 另外的冷却板
5c 冷却板的内表面
6a 储能器
6b 另外的储能器
7a 压力元件
7b 另外的压力元件
8a 绝缘元件
8b 另外的绝缘元件
8c 电绝缘的薄膜
8d 电绝缘的泡沫
9 冷却元件
9a 入口
9b 出口
10a 定位元件
10b 另外的定位元件
11a 用于定位元件的容纳部
11b 用于另外的定位元件的容纳部
12a 第一连接元件
12b 另外的第一连接元件
13a 第二连接元件
13b 另外的第二连接元件
14a 第三连接元件
14b 另外的第三连接元件
15 交通工具。

Claims (14)

1.一种储能装置(1)，其具有：
-壳体(1a)，所述壳体包括两个相互对置的侧壁(2)，和
-模块(3a)，所述模块包括：
-布置在所述侧壁(2)之间的两个相互对置的冷却壁(4a)，
-冷却板(5a)，所述冷却壁(4a)布置在所述冷却板上，
-至少两个储能器(6a)，至少两个储能器布置在所述冷却壁(4a)之间并且布置在所述冷却板(5a)上，和
-布置在两个储能器(6a)之间的压力元件(7a)，
其中，所述压力元件(7a)将所述储能器(6a)分别压向邻接的冷却壁(4a)。
2.根据前述权利要求1所述的储能装置(1)，其中，所述储能装置具有：
-至少一个另外的模块(3b)，所述至少一个另外的模块(3b)包括：
-两个相互对置的另外的冷却壁(4b)，
-另外的冷却板(5a)，所述另外的冷却壁(4b)布置在所述另外的冷却板上，
-至少两个另外的储能器(6a)，至少两个另外的储能器布置在所述另外的冷却壁(4b)之间并且布置在所述另外的冷却板(5b)上，和
-布置在两个另外的储能装置(6b)之间的另外的压力元件(7b)，
其中，所述另外的压力元件(7b)将所述另外的压力存储器(6b)分别压向所述另外的模块(3b)的邻接的另外的冷却壁(4b)，并且所述另外的模块(3b)通过侧壁(2)与所述模块(3a)机械稳定地连接。
3.根据前述权利要求之一所述的储能装置(1)，其中，所述压力元件(7a)至少局部地楔形地构造和/或至少局部地管状地构造。
4.根据前述权利要求之一所述的储能装置(1)，其中，所述储能器(6a)部分地被电绝缘的绝缘元件(8a)围绕。
5.根据权利要求4所述的储能装置(1)，其中，所述绝缘元件(8a)包括电绝缘的薄膜(8c)。
6.根据权利要求4至5之一所述的储能装置(1)，其中，所述绝缘元件(8a)包括电绝缘的泡沫(8d)。
7.根据前述权利要求之一所述的储能装置(1)，其中，所述侧壁的内表面(2a)和/或所述冷却壁的内表面(4c)和/或所述冷却板的内表面(5c)电绝缘地构造。
8.根据前述权利要求之一所述的储能装置(1)，其中，所述冷却板(5a)包括多个冷却元件(9、9a、9b)。
9.根据权利要求2至8之一所述的储能装置(1)，其中，
-所述冷却壁(4a)分别包括定位元件(10a)，并且
-所述冷却壁(4a)分别包括用于另外的定位元件的容纳部(11b)。
10.根据前述权利要求之一所述的储能装置(1)，其中，
-所述侧壁(2)、冷却壁(4a)和冷却板(5b)确定出所述模块(3a)的内部空间，并且
-所述模块(3a)的储能器(6a)填充所述内部空间的至少90％。
11.根据前述权利要求之一所述的储能装置(1)，其中，所述储能器(6b)彼此电连接成牵引电池。
12.根据前述权利要求之一所述的储能装置(1)，其中，
-所述冷却壁(4a)通过第一连接元件(12a)与所述侧壁(2)机械稳定地连接，
-所述冷却板(5b)通过第二连接元件(13a)与所述侧壁(2)机械稳定地连接，并且
-所述冷却板(5a)通过第三连接元件(14a)与所述冷却壁(4a)机械稳定地连接。
13.一种交通工具，具有根据前述权利要求之一所述的储能装置(1)。
14.根据权利要求13所述的交通工具，其中，所述交通工具是轨道交通工具。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022203625A1 (de) 2022-04-11 2023-10-12 Siemens Mobility GmbH Energiespeichermodul, Energiespeicheranordnung und Fahrzeug mit Energiespeicheranordnung sowie Verfahren zum Austausch eines Energiespeichermoduls einer Energiespeicheranordnung eines Fahrzeugs
CN115692936B (zh) * 2022-11-22 2023-09-19 浙江银轮机械股份有限公司 电池换热集成结构

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102163734A (zh) * 2010-02-17 2011-08-24 三洋电机株式会社 电池组件
CN102723452A (zh) * 2012-06-18 2012-10-10 北京戴尔维动力电池系统科技有限公司 一种高可靠性车载锂电池装置
US20120282506A1 (en) * 2009-09-04 2012-11-08 Li-Tec Battery Gmbh Electrochemical energy store for vehicles and method for cooling or heating such an electrochemical store
CN103636026A (zh) * 2011-06-28 2014-03-12 罗伯特·博世有限公司 用于机械地、热地或电地接触储能器的接触元件
US20140162105A1 (en) * 2012-11-22 2014-06-12 Robert Bosch Gmbh Motor vehicle battery
US20160164061A1 (en) * 2014-12-09 2016-06-09 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery module
CN106785183A (zh) * 2015-11-24 2017-05-31 比亚迪股份有限公司 一种动力电池包及电动汽车
CN107615564A (zh) * 2015-09-25 2018-01-19 株式会社Lg化学 电池模块、包括电池模块的电池组和包括电池组的车辆
CN108232358A (zh) * 2016-12-15 2018-06-29 现代自动车株式会社 具有冷却结构的电池模块

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008061755A1 (de) * 2008-12-12 2010-06-17 Behr Gmbh & Co. Kg Halte- und Kühlungsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Halte- und Kühlungsvorrichtung
JP6065906B2 (ja) * 2012-03-27 2017-01-25 ソニー株式会社 電池モジュール、蓄電システム、電子機器、電力システムおよび電動車両
DE102012224330A1 (de) * 2012-12-21 2014-04-03 Continental Automotive Gmbh Elektrische Akkumulatorvorrichtung mit elastischen Elementen
DE102015217630A1 (de) * 2015-09-15 2017-03-16 Robert Bosch Gmbh Verpressungselement eines zumindest eine Batteriezelle aufweisenden Batteriemoduls, Batteriemodul mit einem solchen Verpressungselement und Verfahren zu dessen Herstellung sowie Batterie
DE102015115643A1 (de) * 2015-09-16 2017-03-16 Valeo Klimasysteme Gmbh Kühlmodul für eine Batterie und Batterie mit Kühlmodul
JP7096090B2 (ja) * 2018-07-17 2022-07-05 本田技研工業株式会社 バッテリ装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120282506A1 (en) * 2009-09-04 2012-11-08 Li-Tec Battery Gmbh Electrochemical energy store for vehicles and method for cooling or heating such an electrochemical store
CN102163734A (zh) * 2010-02-17 2011-08-24 三洋电机株式会社 电池组件
CN103636026A (zh) * 2011-06-28 2014-03-12 罗伯特·博世有限公司 用于机械地、热地或电地接触储能器的接触元件
CN102723452A (zh) * 2012-06-18 2012-10-10 北京戴尔维动力电池系统科技有限公司 一种高可靠性车载锂电池装置
US20140162105A1 (en) * 2012-11-22 2014-06-12 Robert Bosch Gmbh Motor vehicle battery
US20160164061A1 (en) * 2014-12-09 2016-06-09 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery module
CN107615564A (zh) * 2015-09-25 2018-01-19 株式会社Lg化学 电池模块、包括电池模块的电池组和包括电池组的车辆
CN106785183A (zh) * 2015-11-24 2017-05-31 比亚迪股份有限公司 一种动力电池包及电动汽车
CN108232358A (zh) * 2016-12-15 2018-06-29 现代自动车株式会社 具有冷却结构的电池模块

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