DE102011003535A1 - tensioning devices - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verspannen eines elektrochemischen Energiespeichermoduls (1) mit einem Kühler (5), der zumindest eine Wärmeübergangsfläche zum Übertragen von Wärmeenergie aufweist, und wobei das Energiespeichermodul zumindest eine Anlagefläche zum Anlegen der Wärmeübergangsfläche sowie zumindest zwei Modulträger (12) aufweist, die an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Energiespeichermoduls angeordnet sind. Die Vorrichtung weist ein Spannblech (15) mit zumindest zwei, an gegenüberliegenden Enden des Spannblechs angeordneten Verbindungselementen (18) zum Verbinden des Spannblechs mit den Modulträgern auf, wobei das Spannblech ausgebildet ist, um den Kühler teilumfänglich zu umschließen und eine Verspannkraft auf zumindest Teilbereiche einer von der Wärmeübergangsfläche abgewandten Seite des Kühlers auszuüben, wenn das Spannblech mit den Modulträgern verbunden ist.The present invention relates to a device for clamping an electrochemical energy storage module (1) with a cooler (5) having at least one heat transfer surface for transferring heat energy, and wherein the energy storage module has at least one contact surface for applying the heat transfer surface and at least two module carrier (12) which are arranged on two opposite sides of the energy storage module. The device has a clamping plate (15) with at least two connecting elements (18) arranged at opposite ends of the clamping plate for connecting the clamping plate to the module carriers, wherein the clamping plate is designed to partially surround the cooler and a clamping force to at least partial areas of a exert from the heat transfer surface side facing away from the radiator when the clamping plate is connected to the module carriers.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verspannen eines elektrochemischen Energiespeichermoduls mit einem Kühler, eine Energiespeichervorrichtung, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung einer Energiespeichervorrichtung gemäß den Hauptansprüchen.The present invention relates to a device for clamping an electrochemical energy storage module with a cooler, an energy storage device, and to a method for producing an energy storage device according to the main claims.
Um die Langlebigkeit einer Batterie beim Laden, Entladen oder Lagern zu gewährleisten und deren optimale Leistungsfähigkeit im Betrieb zu sichern, ist es erforderlich, die Batterie in einem definierten Temperaturbereich zu halten, so dass die Batterie weder zu heiß noch zu kalt wird. Dazu wird die Batterie bzw. ein Stack mit einem Kühler oder einem Heizer ausgestattet, welcher die optimale Batterietemperatur herbeiführt bzw. hält. Der Kühler entfaltet seine maximale Wirksamkeit allerdings nur bei dessen optimalen Anbindung an die Batterie.In order to ensure the longevity of a battery during charging, discharging or storage and to ensure its optimum performance during operation, it is necessary to keep the battery within a defined temperature range, so that the battery is neither too hot nor too cold. For this purpose, the battery or a stack is equipped with a cooler or a heater, which causes or maintains the optimum battery temperature. The cooler, however, develops its maximum effectiveness only with its optimal connection to the battery.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum Verspannen, eines elektrochemischen Energiespeichermoduls mit einem Kühler, eine verbesserte Energiespeichervorrichtung, sowie ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Energiespeichervorrichtung zu schaffen.It is the object of the present invention to provide an improved device for clamping, an electrochemical energy storage module with a cooler, an improved energy storage device, and an improved method for producing an energy storage device.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Verspannen eines elektrochemischen Energiespeichermoduls mit einem Kühler, eine Energiespeichervorrichtung, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Energiespeichervorrichtung gemäß den Hauptansprüchen gelöst.This object is achieved by a device for clamping an electrochemical energy storage module with a cooler, an energy storage device, and a method for producing an energy storage device according to the main claims.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass für eine Anbindung eines Batteriekühlers an eine Batterie Verspannungsvorrichtungen mit verschiedenen Spannkonzepten verwendet werden können. Weiterhin können Interface-Materialien verwendet werden, die den Wärmedurchgangswiderstand zwischen Kühler und Batterie erniedrigen bzw. die nutzbare Kühlfläche erhöhen, um eine optimale Anbindung zwischen Kühler und Batterie zu erreichen. Eine wärmetechnisch optimale Anbindung einer Kühlplatte an die Batterie kann durch eine gleichmäßige Verteilung eines Anpressdrucks erreicht werden. Dafür können plastisch vorgeformte oder vorgebogene Mittel verwendet werden, um in einer Ebene eine flächig verteilte Kraft aufbringen zu können.The present invention is based on the finding that clamping devices with different clamping concepts can be used for connecting a battery cooler to a battery. Furthermore, interface materials can be used, which reduce the heat transfer resistance between radiator and battery or increase the usable cooling area, in order to achieve an optimal connection between radiator and battery. A thermally optimal connection of a cooling plate to the battery can be achieved by a uniform distribution of contact pressure. For this purpose, plastically preformed or pre-bent means can be used in order to be able to apply a surface-distributed force in one plane.
Vorteilhafterweise kann durch eine Anwendung einer Verspannungsvorrichtung, wie sie hier vorgestellt wird, eine Verringerung eines Wärmeübergangswiderstands zwischen einem Energiespeichermodul und einer Temperiereinheit erreicht werden. Dadurch können aufwändige Arbeitsschritte, wie Löten oder Schweißen, sowie Kleben überflüssig werden. Eine Verringerung eines Arbeitsaufwands kann in geringeren Produktionskosten resultieren.Advantageously, a reduction of a heat transfer resistance between an energy storage module and a temperature control unit can be achieved by using a bracing device as presented here. As a result, complex work steps, such as soldering or welding, as well as gluing can be superfluous. Reducing labor costs can result in lower production costs.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Verspannen eines elektrochemischen Energiespeichermoduls mit einem Kühler, der zumindest eine Wärmeübergangsfläche zum Übertragen von Wärmeenergie aufweist und wobei das Energiespeichermodul zumindest eine Anlagefläche zum Anlegen der Wärmeübergangsfläche sowie zumindest zwei Modulträger aufweist, die an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Energiespeichermoduls angeordnet sind. Die Vorrichtung zum Verspannen weist dabei ein Spannblech mit zumindest zwei, an gegenüberliegenden Enden des Spannblechs angeordneten Verbindungselementen zum Verbinden des Spannblechs mit den Modulträgern auf, wobei das Spannblech ausgebildet ist, um den Kühler teilumfänglich zu umschließen und eine Verspannkraft auf zumindest Teilbereiche einer von der Wärmeübergangsfläche abgewandten Seite des Kühlers auszuüben, wenn das Spannblech mit den Modulträgern verbunden ist.The present invention provides a device for clamping an electrochemical energy storage module with a cooler, which has at least one heat transfer surface for transferring heat energy and wherein the energy storage module has at least one contact surface for applying the heat transfer surface and at least two module carrier, which arranged on two opposite sides of the energy storage module are. In this case, the clamping device has a clamping plate with at least two connecting elements arranged at opposite ends of the clamping plate for connecting the clamping plate to the module carriers, the clamping plate being designed to partially enclose the cooler and a clamping force to at least partial regions of the heat transfer surface exert the opposite side of the radiator when the clamping plate is connected to the module carriers.
Unter einem elektrochemischen Energiespeichermodul kann eine Vorrichtung verstanden werden, die durch eine elektrochemische Reaktion elektrische Energie in chemische Energie umwandeln kann und diese speichern kann, und/oder in der umgekehrten elektrochemischen Reaktion gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie umwandeln kann, und diese an zumindest zwei elektrischen Kontakten bereitstellen kann. Beispielsweise kann ein elektrochemisches Energiespeichermodul eine Batterie oder ein Akku sein. Das elektrochemische Energiespeichermodul kann ein einteiliges Gehäuse oder ein mehrteiliges Gehäuse aufweisen, das zumindest eine Anlagefläche aufweisen kann, die geeignet ist, um einen Kühler anzubringen. Das Gehäuse kann Versteifungselemente aufweisen, um eine erhöhte Stabilität des Gehäuses zu erreichen. Versteifungselemente können beispielsweise Modulträger sein. Unter einem Kühler kann eine Vorrichtung verstanden werden, die thermische Energie aufnehmen und ableiten oder zuführen und abgeben kann. Beispielsweise kann der Kühler ein Wärmetauscher sein. Der Kühler kann zumindest eine Wärmeübergangsfläche aufweisen, um an dem elektrochemischen Energiespeichermodul angeordnet zu werden. Unter einem Spannblech kann ein flächiges Bauteil verstanden werden, das eine Ausdehnung von einem ersten Modulträger zu einem zweiten Modulträger aufweisen kann. Eine Größe des Spannblechs kann im Wesentlichen einer Größe der Anlagefläche entsprechen. Das Spannblech kann Aussparungen zum Ausgleichen von Unregelmäßigkeiten des Kühlers aufweisen. Ein Verbindungselement kann eine Einrichtung zum Verbinden des Spannblechs mit einem der Modulträger sein. Das Verbinden kann durch Stoffschluss, Formschluss und zusätzlich oder alternativ über Kraftschluss erfolgen. Beim Verbinden kann eine Spannkraft auf das Spannblech ausgeübt werden, die das Spannblech zumindest anteilig normal zur Anlagefläche als Verspannkraft auf den Kühler ausüben kann. Unter dem Merkmal „zwei Modulträger” kann erfindungsgemäß auch ein einteilig ausgebildetes Modul verstanden werden, welches zwei Modulträger aufweist, die an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Energiespeichermoduls angeordnet sind.An electrochemical energy storage module can be understood to mean a device that can convert electrical energy into chemical energy by an electrochemical reaction and store it, and / or convert chemical energy stored in the reverse electrochemical reaction into electrical energy, and convert it to at least two electrical energy Can provide contacts. For example, an electrochemical energy storage module may be a battery or a rechargeable battery. The electrochemical energy storage module may comprise a one-piece housing or a multi-part housing, which may have at least one contact surface, which is suitable for mounting a cooler. The housing may have stiffening elements to achieve increased stability of the housing. Stiffening elements may be, for example module carrier. Under a cooler, a device can be understood that absorb and dissipate thermal energy or can supply and deliver. For example, the cooler may be a heat exchanger. The cooler may have at least one heat transfer surface to be disposed on the electrochemical energy storage module. Under a clamping plate can be understood a flat component, which may have an extension from a first module carrier to a second module carrier. A size of the clamping plate can essentially correspond to a size of the contact surface. The clamping plate may have recesses for compensating for irregularities of the radiator. A connecting element may be a device for connecting the clamping plate to one of the module carriers. The connection can be made by material connection, positive locking and additionally or alternatively via adhesion. When connecting a clamping force can be exerted on the clamping plate, which can exert the clamping plate at least partially normal to the contact surface as a clamping force on the radiator. According to the invention, the term "two module carriers" can also be understood to mean a one-piece module which has two module carriers, which are arranged on two mutually opposite sides of the energy storage module.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Verbindungselemente des Spannblechs eine der Verspannkraft entgegen gerichtete Vorbiegung aufweisen, wenn das Spannblech nicht mit den Modulträgern verbunden ist. Ferner kann das Spannblech die Verspannkraft gleichmäßig auf den Kühler oder Teilbereiche des Kühlers verteilen, wenn das Spannblech mit den Modulträgern verbunden ist. Unter einer Vorbiegung kann eine plastische Verformung verstanden werden, so dass die Enden des Spannblechs von dem Energiespeichermodul weggebogen sind, wenn das Spannblech nicht mit den Modulträgern verbunden ist. Wenn das Spannblech mit den Modulträgern verbunden ist, kann eine Federkraft, die einer elastischen Verformung der Vorbiegung entgegen wirkt, die Verspannkraft verstärken, und gleichzeitig die Verspannkraft gleichmäßig auf den Kühler überfragen. Dabei kann das Spannblech in direktem oder indirektem Kontakt mit dem Kühler stehen.According to one embodiment of the present invention, the connecting elements of the clamping plate may have a biasing force directed against the pre-bending, when the clamping plate is not connected to the module carriers. Further, the clamping plate can evenly distribute the clamping force on the radiator or portions of the radiator when the clamping plate is connected to the module carriers. By a pre-bend, a plastic deformation can be understood, so that the ends of the clamping plate are bent away from the energy storage module when the clamping plate is not connected to the module carriers. When the tension plate is connected to the module brackets, a spring force counteracting elastic deformation of the pre-bend can enhance the bracing force, and at the same time, uniformly force the bracing force on the radiator. In this case, the clamping plate can be in direct or indirect contact with the radiator.
Entsprechend einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung zumindest einem Spannkörper zum Anordnen zwischen dem Kühler und dem Spannblech aufweisen. Unter einem Spannkörper kann ein Andruckelement verstanden werden, das die Verspannkraft vom dem Spannblech auf den Kühler übertragen kann, wenn das Spannblech mit den Modulträgern verbunden ist. Dabei kann ein Spannkörper das Spannblech aus einer Ebene auslenken, um aus der Spannkraft des Spannblechs die Verspannkraft für das Spannelement zu bewirken. Ferner kann unter einem Spannkörper erfindungsgemäß auch ein Einschub-Spannkörper, ein Spannschieber, ein Spannquader, ein Spannkeil, ein Oval-Stab oder eine äquivalente Ausführungsform verstanden werden.According to a further embodiment, the device may comprise at least one clamping body for arranging between the radiator and the clamping plate. A clamping body can be understood as a pressure element which can transmit the clamping force from the clamping plate to the cooler when the clamping plate is connected to the module carriers. In this case, a clamping body deflect the clamping plate out of a plane in order to bring about the clamping force of the clamping plate, the clamping force for the clamping element. Furthermore, according to the invention, a tensioning body can also be understood as meaning a push-in tensioning body, a tensioning slide, a clamping block, a clamping wedge, an oval bar or an equivalent embodiment.
Dabei kann ein Zustand des Spannkörpers von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand veränderbar sein, wobei der Spannkörper im ersten Zustand eine geringere Verspannkraft auf den Kühler oder Teilbereiche des Kühlers als im zweiten Zustand ausübt, wenn das Spannblech mit den Modulträgern verbunden ist. Unter einem ersten Zustand kann ein Zustand während der Montage verstanden werden. Unter einem zweiten Zustand kann ein verspannter Zustand verstanden werden. Beispielsweise kann der Spannkörper im zweiten Zustand zumindest normal zum Kühler eine größere Ausdehnung aufweisen als in dem ersten Zustand. Dadurch kann das Spannblech elastisch gedehnt werden und über eine vergrößerte Spannkraft im Spannblech eine größere Verspannkraft auf den Kühler ausüben, als wenn der Spannkörper im ersten Zustand ist.In this case, a state of the clamping body can be changed from a first state to a second state, wherein the clamping body in the first state exerts a lower clamping force on the radiator or portions of the radiator than in the second state when the clamping plate is connected to the module carriers. Under a first state, a state during assembly can be understood. Under a second state, a strained state can be understood. For example, the clamping body in the second state, at least normal to the radiator have a greater extent than in the first state. As a result, the clamping plate can be elastically stretched and exert an increased clamping force in the clamping plate a larger clamping force on the radiator, as when the clamping body is in the first state.
Ferner kann der Spannkörper zumindest einen Kraftangriffspunkt zum Verändern des Spannkörpers vom ersten Zustand in den zweiten Zustand aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann der Spannkörper eine Rasteinrichtung aufweisen, die ausgebildet ist, um eine Veränderung des Spannkörpers vom ersten Zustand in den zweiten Zustand zu ermöglichen und ein Zurückkehren vom zweiten Zustand in den ersten Zustand zu verhindern. Unter einem Kraftangriffspunkt kann ein Mittel zum Bewegen zumindest eines Teils des Spannkörpers verstanden werden. Dabei kann die Bewegung translatorisch und/oder rotatorisch sein. Der Kraftangriffspunkt kann verschiedene Formen aufweisen. Beispielsweise eine Lasche, ein Steg, eine Platte, ein Kopf oder ein Zahnrad. Der Kraftangriffspunkt kann die Bewegung auf den Spannkörper übertragen. Unter einer Rasteinrichtung kann eine Ausformung am Spannkörper verstanden werden, die im Zusammenspiel mit umgebenden Kanten und/oder Flächen eine selbständige Zustandsänderung unterbindet. Beispielsweise kann eine Rasteinrichtung eine Schnappfeder, ein Sicherungssplint oder Sicherungsdraht sein. Ebenso kann die Rasteinrichtung während eines Einrastens kurzzeitig eine größere Ausdehnung normal zum Kühler aufweisen, als im zweiten Zustand. Dadurch kann eine Zustandsänderung zurück in den ersten Zustand durch eine dafür notwendige Aktivierungskraft gehemmt werden.Furthermore, the clamping body can have at least one point of force application for changing the clamping body from the first state to the second state. Additionally or alternatively, the clamping body may comprise a latching device, which is designed to allow a change of the clamping body from the first state to the second state and to prevent a return from the second state to the first state. A force application point can be understood as meaning a means for moving at least part of the clamping body. In this case, the movement can be translational and / or rotational. The force application point may take various forms. For example, a tab, a bridge, a plate, a head or a gear. The force application point can transmit the movement to the tensioning body. A latching device can be understood to mean a shape on the clamping body which, in interaction with surrounding edges and / or surfaces, prevents an independent state change. For example, a latching device may be a snap spring, a cotter pin, or a fuse wire. Likewise, the latching device may briefly have a greater extent normal to the radiator during a latching, as in the second state. As a result, a state change back to the first state can be inhibited by a necessary activation force.
Der Spannkörper kann ausgebildet sein, um die Verspannkraft gleichmäßig auf den Kühler oder Teilbereiche des Kühlers zu verteilen, wenn das Spannblech mit den Modulträgern verbunden ist. Beispielsweise kann ein einzelner Spannkörper über eine kontinuierliche Umlenkung eine flächige Verteilung der Verspannkraft bewirken. Ebenso kann eine Mehrzahl von Spannkörpern über je eine Umlenkung des Spannblechs an je einem der Spannkörper eine gleichmäßige Verteilung der Verspannkraft auf die Mehrzahl von Spannkörpern bewirken. Durch eine Variation eines Grades der Umlenkung kann die Verspannkraft auch ungleichmäßig verteilt werden.The clamping body can be designed to distribute the clamping force uniformly on the radiator or portions of the radiator when the clamping plate is connected to the module carriers. For example, a single clamping body via a continuous deflection effect a planar distribution of the clamping force. Likewise, a plurality of clamping bodies via a respective deflection of the clamping plate on each one of the clamping body cause a uniform distribution of the clamping force on the plurality of clamping bodies. By varying a degree of deflection, the clamping force can also be distributed unevenly.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Spannkörper eine Einrichtung zum Aufnehmen eines Heizelementes aufweisen. Ein Heizelement kann ein Mittel zum Zuführen thermischer Energie sein. Beispielsweise kann das Heizelement ein Heizdraht sein. Dadurch kann dem Energiespeichermodul Wärmeenergie zugeführt werden, wenn der Kühler keine Energie abgibt.In a further embodiment, the clamping body may have a device for receiving a heating element. A heating element may be a means for supplying thermal energy. For example, the heating element may be a heating wire. As a result, heat energy can be supplied to the energy storage module when the cooler does not emit energy.
Ferner schafft die Erfindung auch eine Energiespeichervorrichtung mit einem Kühler, mit zumindest einer Wärmeübergangsfläche zum Übertragen von Wärmeenergie. Desweiteren umfasst die Energiespeichervorrichtung ein Energiespeichermodul mit zumindest einer Anlagefläche zum Anlegen der Wärmeübergangsfläche sowie zumindest zwei Modulträgern, die an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Energiespeichermoduls angeordnet sind, wobei der Kühler an der Anlagefläche angeordnet ist. Ferner weist die Energiespeichervorrichtung eine Vorrichtung zum Verspannen des elektrochemischen Energiespeichermoduls mit dem Kühler gemäß einer Ausführungsform der Erfindung auf, wobei die Verbindungselemente mit den Modulträgern verbunden sind, und das Spannblech den Kühler zumindest teilumfänglich umschließt und das Spannblech eine Verspannkraft auf zumindest Teilbereiche einer von der Wärmeübergangsfläche abgewandten Seite des Kühlers ausübt. Furthermore, the invention also provides an energy storage device with a cooler, with at least one heat transfer surface for transferring heat energy. Furthermore, the energy storage device comprises an energy storage module with at least one contact surface for applying the heat transfer surface and at least two module carriers, which are arranged on two opposite sides of the energy storage module, wherein the cooler is arranged on the contact surface. Furthermore, the energy storage device has a device for clamping the electrochemical energy storage module with the cooler according to an embodiment of the invention, wherein the connecting elements are connected to the module carriers, and the clamping plate surrounds the cooler at least partially and the clamping plate a clamping force on at least portions of a heat transfer surface exerted side of the radiator.
Dabei kann zwischen dem Kühler und dem Energiespeichermodul ein Zwischen-Material angeordnet sein, das über eine plastische und zusätzlich oder alternativ eine elastische Verformung Unebenheiten der Wärmeübergangsfläche und zusätzlich oder alternativ der Anlagefläche ausgleicht. Unter einem Zwischen-Material kann ein Interface-Material, also ein Mittel zur Erniedrigung eines Wärmeübergangswiderstands verstanden werden. Beispielsweise kann das Interface-Material eine Kontaktfläche zwischen dem Kühler und dem Energiespeichermodul vergrößern. Das Interface-Material kann gute Wärmeleiteigenschaften aufweisen. Dadurch kann das Interface-Material Wärmeleitbrücken innerhalb der Unebenheiten ausbilden und dadurch den Wärmeübergangswiderstand verringern.In this case, between the cooler and the energy storage module, an intermediate material may be arranged, which compensates for unevenness of the heat transfer surface and additionally or alternatively the contact surface via a plastic and additionally or alternatively an elastic deformation. An intermediate material may be understood to mean an interface material, that is to say a means for lowering a heat transfer resistance. For example, the interface material may increase a contact area between the radiator and the energy storage module. The interface material can have good heat conduction properties. As a result, the interface material can form thermal bridges within the bumps and thereby reduce the heat transfer resistance.
Weiterhin umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Energiespeichervorrichtung, mit einem Schritt des Bereitstellens eines Kühlers, mit zumindest einer Wärmeübergangsfläche zum Übertragen von Wärmeenergie. Weiterhin umfasst das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens eines Energiespeichermoduls mit zumindest einer Anlagefläche zum Anlegen der Wärmeübergangsfläche sowie zumindest zwei Modulträgern, die an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Energiespeichermoduls angeordnet sind. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens einer Vorrichtung zum Verspannen eines elektrochemischen Energiespeichermoduls mit einem Kühler, mit einem Spannblech mit zumindest zwei gegenüberliegenden Verbindungselementen zum Verbinden des Spannblechs mit den Modulträgern, wobei das Spannblech ausgebildet ist, um den Kühler teilumfänglich zu umschließen, und eine Verspannkraft auf zumindest Teilbereiche einer von der Wärmeübergangsfläche abgewandten Seite des Kühlers auszuüben, wenn das Spannblech mit den Modulträgern verbunden ist. Das Verfahren umfasst auch einen Schritt des Anordnens des Kühlers an dem Energiespeichermodul, wobei die Wärmeübergangsfläche an der Anlagefläche angelegt wird. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Verbindens der Verbindungselemente mit den Modulträgern, um mit dem Spannblech den Kühler teilumfänglich zu umschließen, und eine Verspannkraft auf zumindest Teilbereiche einer von der Wärmeübergangsfläche abgewandten Seite des Kühlers auszuüben.Furthermore, the invention comprises a method for producing an energy storage device, comprising a step of providing a cooler, with at least one heat transfer surface for transferring heat energy. Furthermore, the method comprises a step of providing an energy storage module with at least one contact surface for applying the heat transfer surface and at least two module carriers, which are arranged on two opposite sides of the energy storage module. Furthermore, the method comprises a step of providing a device for clamping an electrochemical energy storage module with a cooler, with a clamping plate with at least two opposing connecting elements for connecting the clamping plate to the module carriers, wherein the clamping plate is designed to enclose the cooler part of the circumference, and a Apply clamping force on at least portions of a side remote from the heat transfer surface side of the radiator, when the clamping plate is connected to the module carriers. The method also includes a step of placing the radiator on the energy storage module with the heat transfer surface applied to the abutment surface. Furthermore, the method comprises a step of connecting the connecting elements to the module carriers in order to partially enclose the cooler with the clamping plate, and to exert a clamping force on at least partial regions of a side of the cooler facing away from the heat transfer surface.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Advantageous embodiments of the present invention will be explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:
In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Zeichnungen dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird. Für eine vollständige Auflistung der Bezugszeichen ist eine Bezugszeichenliste beigefügt.In the following description of the preferred embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various drawings and similar, and a repeated description of these elements will be omitted. For a complete list of reference numerals, a list of reference numerals is attached.
Die Batterie
Um die Batterie
Der Kühler
Prinzipiell kann ein Stack
Um die bestmögliche Wirksamkeit des Kühlers
In den nachfolgend aufgeführten Abbildungen der Verspannungsvorrichtungen
Die Verspannungsvorrichtung
Der Kühler
Handelt es sich bei dem Kühler
Der hier definiert gestaltete Einschub-Spannkörper
Indem die Höhe der Spannschuhe
Auch hier muss vor der eigentlichen Verspannung die Verspannungsvorrichtung
Der Spannschieber
Anstatt eines Einschub-Spannkörpers oder eines Spannschiebers wird ein Spannquader
Die lange Seite
Wenn beispielsweise der Kühler
Die Spannquader
Das spannende Element ist bei dieser Ausführung kein Einschub-Spannkörper, Spannschieber oder Spannquader, sondern die sich ergänzenden Komponenten Spannkeil
Das spannende Element ist bei dieser Ausführung die Spannkeil-Platte
Die Verspannungsvorrichtung
Diese Variante unterscheidet sich von vorangegangenen Varianten prinzipiell nur in der Querschnittsform des Spannelementes, welche bei dieser Variante von ovaler Gestalt ist und nicht rechteckig. Das Spannelement wird daher in dieser Ausführung als Oval-Stab
Anstatt Spannkörper wird eine elastische Spannmatte
Das Verspannen erfolgt erst mit der Befestigung der Verspannungsvorrichtung
Die Verspannungsvorrichtung
Das Verspannen erfolgt erst mit der Befestigung der Verspannungsvorrichtung
Die einzelnen Spannkörper im Zwischenbereich
Das spannende Element ist bei dieser Ausführung ähnlich dem Keil-Spanner und der Spannkeil-Platte die Aufstell-Spannplatte
Wird der Kühler
Nach erfolgter Spannung verhindert der Befestigungsmechanismus der Aufstell-Spannplatte
Das spannende Element ist bei dieser Ausführung der oder die Elastischen Pfropfen
Beim Spannen wird der Elastische Pfropfen
In einer weiteren Ausführung wird der Pfropfen
Die hier gezeigten Interface-Materialien können unterschiedlichster Art sein und werden grundsätzlich in die drei Gruppen Strukturbleche
Ergänzend dazu können anpassende Zwischenmedien, wie Wärmeleitfolie, wärmeleitende Silikonvergussmasse, Knetmasse aushärtend, adhäsive Masse, Alumehl, Keramikpaste, Kupferpaste, Flüssigmetall, amorphe Aluwolle, PTC-Kleber, Phase Change Material, Metall-Vlies, Metall-Fleece, Metall-Klettbänder, Metall-Wolle, Metall-Flocken, komprimierbare Graphitfolien, Montageschaum; expandierender Graphitschaum, Flüssig-/Sprühgummi; oder Sprühwachs verwendet werden. Für eine Verbindung der gezeigten Strukturbleche mit zumindest einer der Kontaktflächen können auch stoffschlüssige Verbindungen, wie beispielsweise ”Anbacken”, Sintern auch mit Sinterzwischenmaterial, Vibrationsschweißen, Mikrolöten, Reibschweißen, oder Exothermes Folienschweißen z. B. mit NiAl-Nano-Aktiv-Folien angewandt werden. Klebemassen zum Verschweißen können auch eine Direktkontaktierung Zelle mit Kühlmittel ermöglichen.In addition to this, suitable intermediate media, such as heat-conducting film, heat-conductive silicone casting compound, plasticine, adhesive compound, aluminum flour, ceramic paste, copper paste, liquid metal, amorphous aluminum wool, PTC adhesive, phase change material, metal fleece, metal fleece, metal Velcro strips, metal Wool, metal flakes, compressible graphite foils, mounting foam; expanding graphite foam, liquid / spray rubber; or spray wax are used. For a compound of the illustrated structural plates with at least one of the contact surfaces can also cohesive connections, such as "baking", sintering with sintered intermediate material, vibration welding, micro-soldering, friction welding, or exothermic film welding z. B. with NiAl nano-active films are applied. Adhesive compositions for welding can also allow a direct contacting cell with coolant.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt und können miteinander kombiniert werden.The described embodiments are chosen only by way of example and can be combined with each other.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Batterie und/oder Batterie-StackBattery and / or battery stack
- 22
- Batterie-ZelleBattery Cell
- 33
- Elektrische Anbindung der Batterie oder ZelleElectrical connection of the battery or cell
- 44
- Elektronikbauteileelectronic components
- 55
- Kühler und/oder HeizerRadiator and / or heater
- 66
- Schichtblechaufbau des KühlersLaminated sheet construction of the cooler
- 77
- Extrusionsprofile z. B. Flachrohre des KühlersExtrusion profiles z. B. flat tubes of the radiator
- 88th
- Sammelkasten des KühlersCollector box of the radiator
- 99
- Deck- oder Versteifungsblech des KühlersCover or stiffening plate of the radiator
- 1010
- Leitungen des KühlersLines of the radiator
- 1111
- Heizung oder Heizdraht des KühlersHeating or heating wire of the radiator
- 1212
- Batterie- oder Batterie-Stackhalter/- träger auch ModulträgerBattery or battery stack holder / carrier also module carrier
- 1313
- Batteriegehäusebattery case
- 1414
- Verspannungsvorrichtung des KühlersBracing device of the radiator
- 1515
- Spannblech oder SpannbandClamping plate or strap
- 1616
- Spannkörper- oder plättchenClamping or plate
- 1717
- Aufnahme für HeizdrahtRecording for heating wire
- 1818
- Verbindung Verspannvorrichtung-Modulträger oder Verbindung Verspannvorrichtung-GehäuseConnection brace module support or connection brace housing
- 1919
- Kombination Modulträger und VerspannungsvorrichtungCombination module carrier and bracing device
- 2020
- Einhänghakensuspension hooks
- 2121
- Bohrungen zum VerschraubenHoles for screwing
- 2222
- Aussparungen in VerspannungsvorrichtungRecesses in bracing device
- 2323
- Verspannungsstreifentension strips
- 2424
- Öffnungen/Schlitze in VerspannungsvorrichtungOpenings / slots in bracing device
- 2525
- Laschen des ModulträgersTabs of the module carrier
- 2626
- Einschub-SpannkörperInsert clamping body
- 2727
- Raum zwischen Kühler und VerspannungsvorrichtungSpace between radiator and bracing device
- 2828
- Gegliederter Einschub-SpannkörperArticulated insert clamping body
- 2929
- Spannschuhtension shoe
- 3030
- SpannschuhverbinderClamping shoe connector
- 3131
- Verbindungsschieneconnecting rail
- 3232
- Verbindungsplatteconnecting plate
- 3333
- Spannschieberclamping slide
- 3434
- Gewelltes oder profiliertes SpannblechCorrugated or profiled clamping plate
- 3535
- Spannquaderclamping cubes
- 3636
- Endstück des SpannquadersEnd piece of the tensioning block
- 3737
- Mittelstück des SpannquadersCenterpiece of the cube
- 3838
- Lange Seite des Mittelstücks des SpannquadersLong side of the center piece of the cube
- 3939
- Kurze Seite des Mittelstücks des SpannquadersShort side of the center piece of the cube
- 4040
- Federndes Element z. B. Federstahl-BlechSpring element z. B. spring steel sheet
- 4141
- Spannkeilclamping wedge
- 4242
- Keil-SpannerWedge clamps
- 4343
- Keil-förmige Erhebungen des Keil-SpannersWedge-shaped elevations of the wedge-tensioner
- 4444
- Befestigungsvorrichtung des Keil-SpannersFastening device of the wedge clamp
- 4545
- Spannkeil-PlatteClamping wedge plate
- 4646
- Befestigungsvorrichtung der Spannkeil-PlatteFastening device of the clamping wedge plate
- 4747
- Oval-StabOval Bar
- 4848
- DistanzplättchenShim plates
- 4949
- Sicherungssplintcotter
- 5050
- Elastische SpannmatteElastic tension mat
- 5151
- Zusammenhängender Spannkörper z. B. ExtrusionsprofilRelated clamping body z. B. extrusion profile
- 5252
- Aufstell-SpannplatteErecting chipboard
- 5353
- Befestigungsvorrichtung der Aufstellspannplatte z. B. V-förmige ErhebungenFastening device of the Aufstellspannplatte z. B. V-shaped elevations
- 5454
- Laschen zum ZiehenTabs to pull
- 5555
- Aufstellbereich der Aufstell-Spannplatte ErhebungenSet-up area of the set-up clamping plate elevations
- 5656
- Expandierendes Material z. B. Polyurethan-SchaumExpanding material z. B. polyurethane foam
- 5757
- Elastische PfropfenElastic plugs
- 5858
- Elastische PfropfenmatteElastic plug mat
- 5959
- Elastische Pfropfenmatte als ExtrusionsteilElastic plug mat as extrusion part
- 6060
- Strukturblech insbesondere Anpassungs-, Kiemen oder Noppen/PrägeblechStructured sheet metal in particular adaptation, gills or nubs / embossing plate
- 6161
- Kiemen oder LamellenGills or slats
- 6262
- geschlitzte Noppen oder Prägungslotted pimples or embossing
- 6363
- Prägungembossing
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