DE102012224151A1

DE102012224151A1 - Trägerelement zum Halten und Kühlen mindestens einer Energiespeicherzelle, Energiespeicher und Verfahren zum Herstellen eines Energiespeichers

Info

Publication number: DE102012224151A1
Application number: DE201210224151
Authority: DE
Inventors: Holger Fröhlich; Wladimir Schulz
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2014-06-26

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Trägerelement (1, 1a, 1b, 10, 25, 28, 36) zum Halten und Kühlen mindestens einer Energiespeicherzelle eines Energiespeichers zur Speicherung elektrischer Energie für ein elektromobiles Kraftfahrzeug sowie einen entsprechenden Energiespeicher und ein Verfahren zur Herstellung eines Energiespeichers. Das Trägerelement weist einen flächigen Abschnitt (2) mit einer Wärmetauscherfläche (3) auf, welche eine durch eine x-Achse und eine y-Achse aufgespannte x-y-Ebene definiert und an welchen die mindestens eine Energiespeicherzelle (15) anbringbar ist. Entlang einer Kante des flächigen Abschnitts ist mit dem flächigen Abschnitt ein Randabschnitt (4, 11, 26, 29, 37) verbunden. Der Randabschnitt weist mindestens ein Element (5, 6, 12, 13, 38) zum Bilden einer Verbindung mit mindestens einem weiteren Element (5, 6, 12, 13, 40) auf, um so eine Verbindung des Trägerelements mit einem weiteren Trägerelement entlang einer z-Achse, welche senkrecht zu der x-Achse und senkrecht zu der y-Achse orientiert ist, zu ermöglichen. Das Trägerelement ist derartig ausgestaltet, dass das mindestens eine Element mit dem mindestens einen weiteren Element verbunden werden kann, nachdem die mindestens eine Energiespeicherzelle (15) auf dem flächigen Abschnitt angebracht wurde.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Trägerelement zum Halten und Kühlen mindestens einer Energiespeicherzelle eines Energiespeichers zur Speicherung elektrischer Energie für ein elektromobiles Kraftfahrzeug. Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf einen Energiespeicher zur Speicherung elektrischer Energie, insbesondere für ein elektromobiles Kraftfahrzeug, der eine Mehrzahl von solchen Trägerelementen aufweist, sowie auf ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Energiespeichers.
Unter einem elektromobilen Kraftfahrzeug kann ein Kraftfahrzeug verstanden werden, das ganz oder teilweise mittels elektrischer Energie angetrieben wird. Elektromobile Kraftfahrzeuge können beispielsweise Kraftfahrzeuge mit einem Hybridantrieb oder reine Elektrofahrzeuge sein.
Kraftfahrzeuge mit Hybridantrieb, auch Hybridfahrzeuge genannt, weisen beispielsweise eine Verbrennungsmaschine, eine elektrische Maschine und einen oder mehrere elektrische Energiespeicher auf. Die elektrische Maschine eines Hybridfahrzeuges ist in der Regel als Starter/Generator und/oder elektrischer Antrieb ausgeführt. Als Starter/Generator ersetzt sie den normalerweise vorhandenen Anlasser und die Lichtmaschine. Bei einer Ausführung als elektrischer Antrieb kann ein zusätzliches Drehmoment, d.h. ein Beschleunigungsmoment, zum Vortrieb des Fahrzeugs von der elektrischen Maschine verwendet werden. Als Generator ermöglicht sie eine Rekuperation von Bremsenergie.
Bei einem reinen Elektrofahrzeug wird die Antriebsleistung allein durch eine elektrische Maschine bereitgestellt.
Beide Fahrzeugtypen, Hybrid- und Elektrofahrzeug, zeichnen sich dadurch aus, dass große Mengen elektrischer Energie bereitgestellt und transferiert werden müssen.
Elektrische Energiespeicher für elektromobile Kraftfahrzeuge müssen daher in der Regel hohe Leistungsdichten und/oder hohe Energiedichten haben. Diese hohen Leistungsdichten und/oder hohen Energiedichten sollen innerhalb eines möglichst kleinen Bauraums erreicht werden. Häufig werden diese Anforderungen mit elektrochemischen Energiespeicherzellen, wie beispielsweise Lithium-Ionen-Zellen, als mögliche elektrische Energiequellen realisiert. Auch der Einsatz von elektrostatischen Energiespeichern (Doppelschichtkondensatoren (DLC) oder Lithiumkondensatoren (LIC)) ist möglich.
Beim Betrieb von elektrochemischen und/oder elektrostatischen Energiespeicherzellen entsteht durch hohe Lade- und Entladeströme in den Zellen, durch den Innenwiderstand der Zellen und durch einen Stromfluss durch die Zellen Wärme. Für eine optimale Funktion und/oder eine hohe Lebensdauer und Betriebssicherheit des elektrischen Energiespeichers muss die entstehende Wärme an den einzelnen Zellen möglichst optimal abgeführt werden. Aufgrund der typischerweise sehr hohen Wärmemengen sollte die entstehende Wärme möglichst zielgerichtet abgeführt werden. Dies kann dadurch erreicht werden, dass eine möglichst starke Wärmesenke geschaffen wird, welche mit der Wärmequelle, also mit der Energiespeicherzelle, über einen möglichst geringen thermischen Widerstand thermisch gekoppelt ist.
Aus der DE 10 2008 027 293 A1 ist ein als Strangpressprofil ausgebildeter Kühlkörper bekannt, bei dem thermisch leitende Wände senkrecht vom Kühlkörper hervorragen. Zwischen den thermisch leitenden Wänden sind Energiespeicherzellen angeordnet, deren Wärmeenergie über die thermisch leitenden Wände in den Kühlkörper abgeleitet werden kann. Der Kühlkörper ist dabei von Kühlkanälen durchzogen, in denen ein Fluid fließt, das die Wärmeenergie weiter leitet. Da die thermisch leitenden Wände und der Kühlkörper starr miteinander verbunden sind, ist es recht aufwändig, die Energiespeicherzellen zwischen den thermisch leitenden Wänden anzuordnen. Dadurch ist der Herstellungsprozess eines Energiespeichers zeit- und kostenintensiv.
Aus der DE 10 2010 029 085 A1 sind Kühlkörper bekannt, die von Kühlkanälen durchzogen sind und über eine Nut-Feder-Verbindung mit weiteren Kühlkörpern verbunden werden können. Die Nut-Feder-Verbindung schafft einen Formschluss in einer Richtung. Durch Kleben oder Löten können die Kühlkörper permanent miteinander verbunden werden. Dies erfordert jedoch die Verwendung eines weiteren Stoffes wie eines Klebers oder Lötzinn. Darüber hinaus sind die Kühlkörper eben, so dass nur wenig Fläche zum Anbringen von Energiespeicherzellen zur Verfügung steht.
Die DE 10 2008 051 897 A1 beschreibt L-förmige Kühlfinnen, die einen flächigen Abschnitt zum Anbringen von Energiespeicherzellen aufweisen sowie einen umgebogenen Randbereich. Die Kühlfinnen werden durch Schlitze in eine Halteplatte eingesteckt, wobei der Randbereich ein Durchrutschen der Kühlfinne durch die Halteplatte verhindert. Es erfolgt also ein Durchstecken der Kühlfinne durch den Schlitz bis zur Anlage der L-förmigen Umkantung der Kühlfinne an der Halteplatte. Im Anschluss wird eine Grundplatte unter die Halteplatte montiert, so dass die Kühlfinnen nicht wieder herausrutschen können. Erst nach einer Verbindung der Kühlfinnen mit der Halterplatte können die Energiespeicherzellen an den Kühlfinnen angeordnet werden, da die Energiespeicherzellen nicht durch die Schlitze hindurch passen. Dadurch ist die Montage der Energiespeicherzellen wiederum recht zeit- und kostenintensiv. Weiterhin hat dieser Ansatz zur Verwirklichung einer Kühlung den Nachteil, dass der Fußbereich der L-Finne in der Praxis oft nur einen Linienkontakt zur Kühlplatte besitzt. Dieser Nachteil muss über ein Wärmekontaktelement, wie z. B. einen Lückenfüller (gap filler) aus-geglichen werden, was wiederum andere Probleme nach sich zieht, wie das Einschneiden und damit die Zerstörung des Materials.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Trägerelement zum Halten und Kühlen mindestens einer Energiespeicherzelle bereitzustellen, mit dessen Hilfe ein darauf basierender Energiespeicher einfach, effizient und billig hergestellt werden kann, wobei eine möglichst große Kühlfläche angestrebt wird. Weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung sind die Angabe eines auf dem Trägerelement beruhenden Energiespeichers sowie eines effizienten und kostengünstigen Verfahrens zum Herstellen eines solchen Energiespeichers.
Diese Aufgaben werden durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Die abhängigen Patentansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung an.
Die Erfindung umfasst ein Trägerelement zum Halten und Kühlen mindestens einer Energiespeicherzelle eines Energiespeichers zur Speicherung elektrischer Energie für ein elektromobiles Kraftfahrzeug. Das Trägerelement weist dabei einen flächigen Abschnitt auf mit einer (insbesondere zumindest annähernd planaren) Wärmetauscherfläche, welcher eine durch eine x-Achse und eine y-Achse aufgespannte x-y-Ebene definiert und an welchem die mindestens eine Energiespeicherzelle anbringbar ist. Das Trägerelement besitzt einen Randabschnitt, welcher mit dem flächigen Abschnitt entlang einer Kante des flächigen Abschnitts verbunden ist. Der flächige Abschnitt kann entlang einer z-Achse, welche senkrecht zu der x-Achse und senkrecht zu der y-Achse orientiert ist, eine erste Dicke und der Randabschnitt kann entlang der z-Achse eine zweite Dicke aufweisen, welche größer ist als die erste Dicke. Erfindungsgemäß weist der Randabschnitt mindestens ein Element zum Bilden einer Verbindung mit mindestens einem weiteren Element auf, um so eine Verbindung des Trägerelements mit einem weiteren Trägerelement entlang der z-Achse zu ermöglichen. Dabei ist gemäß einer Ausführungsform das Trägerelement derartig ausgestaltet, dass das mindestens eine Element mit dem mindestens einen weiteren Element verbunden werden kann, nachdem die mindestens eine Energiespeicherzelle auf dem flächigen Abschnitt angebracht wurde. Die Verbindung des Trägerelements mit dem weiteren Trägerelement kann beispielsweise durch eine direkte Verbindung zwischen den beiden Trägerelementen oder auch über eine Kühlplatte erfolgen.
Durch den flächigen Abschnitt, der dünner als der Randabschnitt ist, weist das Trägerelement eine große Fläche auf, an der Energiespeicherzellen angebracht werden können. Die Montage der Energiespeicherzellen auf dem flächigen Abschnitt kann erfolgen, bevor das Trägerelement über das mindestens eine Element des Randabschnittes mit mindestens einem weiteren Element verbunden wird. Dadurch wird eine Vormontage von Trägerelementen mit Energiespeicherzellen möglich, wodurch der Herstellungsprozess von Energiespeichern, die auf dem Trägerelement beruhen, einfach und kostengünstig wird.
Das Trägerelement kann einstückig ausgebildet sein. Es besteht beispielsweise aus Aluminium. In einer Ausführungsform ist der Randabschnitt relativ zu dem flächigen Abschnitt derart angeordnet, dass der Randabschnitt den flächigen Abschnitt entlang der z-Achse in beide Richtungen überragt. Die Kante des flächigen Abschnitts kann sich insbesondere entlang der y-Achse oder der x-Achse erstrecken.
Gemäß einer Ausführungsform sind das mindestens eine Element und das mindestens eine weitere Element derartig ausgestaltet, dass sie mittels einer Kaltpressschweißverbindung und/oder Formschlussverbindung verbindbar sind.
Unter einer Kaltpressschweißverbindung kann insbesondere eine Verbindung von Teilen unter Druck, ohne Wärmezufuhr und ohne Schweißzusatzwerkstoffe verstanden werden.
Durch die Kaltpressschweißverbindung und/oder Formschlussverbindung ist das Trägerelement über das mindestens eine Element des Randabschnitts fest mit dem mindestens einen weiteren Element verbindbar.
Gemäß einer Ausführungsform ist das mindestens eine weitere Element Bestandteil mindestens eines weiteren Trägerelements, das insbesondere baugleich wie das Trägerelement ausgeführt ist. Anders ausgedrückt stellt bei dieser Ausführungsform das mindestens eine Element des Randabschnitts des Trägerelements für einen Randabschnitt mindestens eines weiteren erfindungsgemäßen Trägerelements ein weiteres Element des mindestens einen weiteren Elements dar.
Gemäß Ausführungsformen der Erfindung kann das mindestens eine Element eine Feder und/oder eine Nut und das mindestens eine weitere Element eine Feder und/oder eine Nut umfassen. Beispielsweise ist es möglich, dass das Trägerelement nur eine Feder umfasst, die in eine Nut einer Kühlplatte eingeführt wird. Die Kühlplatte kann dabei eine Vielzahl von weiteren Elementen aufweisen. Natürlich kann die Kühlplatte auch Federn umfassen, die in Nuten der Trägerelemente eingreifen. Es ist ebenso denkbar, dass das Trägerelement am Randabschnitt auf einer Seite eine Feder und auf einer anderen Seite eine Nut aufweist, wobei sich die Feder und die Nut in einer Ausführungsform im Wesentlichen entlang der z-Achse erstrecken. Die Feder ist dazu gedacht, mit einer Nut eines ersten weiteren Trägerelements eine Verbindung einzugehen, und die Nut des Randbereichs des Trägerelements ist dafür vorgesehen, mit einer Feder eines zweiten weiteren Trägerelements verbunden zu werden. Gerade bei abschließenden Trägerelementen des Energiespeichers kann es sinnvoll sein, dass das Trägerelement nur eine Feder oder nur eine Nut aufweist.
In einer Ausführungsform erstrecken sich die Feder und die Nut in zumindest einem Teilbereich bogenförmig, wobei die Abmessungen der Feder und der Nut auf einander abgestimmt sind. Durch die Bogenform können die Nut und die Feder durch ein Eindrehen miteinander verbunden werden. Gegenüber einer rein translatorischen Bewegung in einer Öffnungsrichtung der Nut führt die Bogenform jedoch zu einem Formschluss.
In einer Ausführungsform weist die Feder zumindest eine verrippte Oberfläche auf, wobei die Nut eine Querschnittsfläche aufweist, die sich in einer Richtung einer zunehmenden Tiefe der Nut verjüngt, so dass Rippen der verrippten Oberfläche der Feder bei einem Einführen der Feder in die Nut mit einer zunehmenden Einführtiefe der Feder in die Nut gestaucht werden. Durch einen an den Spitzen der Rippen auftretenden hohen Druck wird die Bildung einer Kaltpressschweißverbindung erheblich vereinfacht.
Die Bogenform und die verrippte Oberfläche können ggf. auch miteinander kombiniert werden.
Innerhalb des Randabschnitts kann ein Kühlkanal zur Aufnahme eines Fluids vorgesehen sein, der insbesondere parallel zur Kante verläuft. Alternativ oder zusätzlich können an dem Randabschnitt an einer Seite Kühlrippen vorgesehen sein, die sich in der x-y-Ebene oder parallel dazu erstrecken. Durch diese Maßnahmen kann die Kühlung weiter verbessert werden.
In einer Ausführungsform weist das Trägerelement einen weiteren Randabschnitt auf, welcher mit dem flächigen Abschnitt entlang einer weiteren Kante des flächigen Abschnitts verbunden ist, wobei die weitere Kante des flächigen Abschnitts und die Kante des flächigen Abschnitts einander gegenüberliegende Kanten des flächigen Abschnitts sind, zwischen welchen sich der flächige Abschnitt erstreckt, wobei der weitere Randabschnitt eine weitere zweite Dicke aufweist, welche größer ist als die erste Dicke. Dabei kann der weitere Randabschnitt insbesondere wie der Randabschnitt ausgebildet sein.
Durch den weiteren Randabschnitt kann möglicherweise eine größere Stabilität des flächigen Abschnitts erreicht werden. Darüber hinaus kann die Verbindung mehrerer Trägerelemente jeweils an zwei Randabschnitten erfolgen, so dass sich eine erhöhte Stabilität des Energiespeichers ergeben kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst die Erfindung einen Energiespeicher zur Speicherung elektrischer Energie, insbesondere für ein elektromobiles Kraftfahrzeug. Der Energiespeicher weist dabei eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Trägerelementen auf, welche entlang der z-Achse in Form eines Stapels angeordnet sind, wobei jeweils zwei Randabschnitte, welche unterschiedlichen einander direkt benachbarten Trägerelemente zugeordnet sind, aneinander anliegen und miteinander verbunden sind. Der Energiespeicher umfasst dabei weiterhin eine Mehrzahl von Energiespeicherzellen, wobei jeweils zumindest eine Energiespeicherzelle flächig an einer Wärmetauscherfläche des flächigen Abschnitts von einem der Trägerelemente angeordnet ist.
Die Trägerelemente können dabei direkt miteinander verbunden sein, z. B. indem jeweils eine Feder eines Trägerelements direkt in eine Nut eines weiteren Trägerelements eingreift. Trägerelemente können jedoch auch dadurch miteinander verbunden sein, dass ihr mindestens eines Elements des Randabschnitts mit mindestens einem weiteren Element einer Kühlplatte verbunden ist.
Die Randabschnitte der Trägerelemente können jeweils einen Kühlkanal zur Aufnahme eines Fluids aufweisen, der parallel zur Kante verläuft. Vorzugsweise weist der Energiespeicher dann einen Vorlaufverteiler zum Versorgen der Kühlkanäle mit dem Fluid und einen Rücklaufverteiler zur Aufnahme des Fluids bei einem Austritt des Fluids aus den Kühlkanälen auf.
Zwischen den mit Energiespeicherzellen versehenen Trägerelementen können Volumenausgleichselemente vorgesehen sein, die insbesondere einen wärmeleitfähigen, gemischzelligen Schaum und/oder ein profiliertes Wärmekontaktelement umfassen können.
Zusätzlich umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Energiespeichers. Gemäß diesem Verfahren wird zunächst ein erfindungsgemäßes Trägerelement bereitgestellt und auf dem flächigen Abschnitt des Trägerelements mindestens eine Energiespeicherzelle angeordnet. Genauso wird ein weiteres erfindungsgemäßes Trägerelement bereitgestellt, auf dessen flächigen Abschnitt wiederum mindestens eine weitere Energiespeicherzelle angeordnet wird. Erfindungsgemäß werden das Trägerelement und das weitere Trägerelement anschließend miteinander verbunden.
Auf diese Weise ist es möglich, Module bestehend zumindest aus einem Trägerelement und einer Energiespeicherzelle vorzumontieren und die Module anschließend zu verbinden, wodurch die Herstellung eines Energiespeichers einfach, effizient und kostengünstig möglich ist.
Das Verbinden des Trägerelements mit dem weiteren Trägerelement kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass eine Feder eines Randabschnitts des Trägerelements mit einer Nut des weiteren Trägerelements verbunden wird. Alternativ kann eine Verbindung des Trägerelements mit dem weiteren Trägerelement auch über eine Kühlplatte erfolgen.
In einer Ausführungsform erfolgt das Verbinden des Trägerelements mit dem weiteren Trägerelement mittels eines Verbindens eines Elements des Randabschnitts des Trägerelements mit einem weiteren Element, das Bestandteil des Randabschnitts des weiteren Trägerelements ist. Das Element kann dabei insbesondere eine Feder und das weitere Element eine Nut umfassen. Alternativ kann das Element eine Nut und das weitere Element eine Feder umfassen.
In einer Ausführungsform erstrecken sich die Feder und die Nut in zumindest einem Teilbereich bogenförmig und das Verbinden des Trägerelements mit dem weiteren Trägerelement erfolgt mittels eines Eindrehens der Feder in die Nut oder eines Eindrehens der Nut um die Feder. Auf diese Weise kann eine Formschlussverbindung hinsichtlich translatorischer Bewegungen erfolgen.
In einer Ausführungsform weist die Feder zumindest eine verrippte Oberfläche auf und die Nut besitzt eine Querschnittsfläche, die sich in einer Richtung einer zunehmenden Tiefe der Nut verjüngt. Das Verbinden des Trägerelements mit dem weiteren Trägerelement kann dann mittels eines Einpressens der Feder in die Nut erfolgen, so dass Rippen der verrippten Oberfläche der Feder in der Nut gestaucht werden. Auf diese Weise kann einfach eine Kaltpressschweißverbindung hergestellt werden.
In einer Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin den Schritt auf Anordnen eines Volumenausgleichselements, insbesondere eines wärmeleitfähigen, gemischtzelligen Schaums und/oder eines profilierten Wärmekontaktelements, zwischen dem Trägerelement und dem weiteren Trägerelement. Das Volumenausgleichselement besitzt dabei vorzugsweise eine gleichbleibende Rückstellkraft.
Die Erfindung wurde mit Bezug auf unterschiedliche Gegenstände dargestellt, nämlich ein Trägerelement, einen Energiespeicher und ein Verfahren zum Herstellen eines Energiespeichers. Sofern es nicht anders angegeben ist, sind Merkmale des einen Gegenstands analog auf die beiden anderen Gegenstände anwendbar. Das heißt zum Beispiel, dass der Energiespeicher natürlich mit sämtlichen Ausführungsformen des Trägerelements gebildet werden kann, so dass der Energiespeicher u. a. die Merkmale dieser Ausführungsformen des Trägerelements aufweist. Weitere Vorteile und Merkmale von Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die Figuren erläutert. Dabei zeigen
1a eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägerelements in einer perspektivischen Seitansicht;
1b die erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägerelements in einer Seitansicht;
2a einen Verfahrensschritt einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Energiespeichers basierend auf der ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägerelements;
2b eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeichers nach der Ausführung des Schrittes aus 2a;
3a eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägerelements in einer perspektivischen Seitansicht;
3b eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägerelements in einer Seitansicht;
4a eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeichers basierend auf der zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägerelements in einer Explosionsdarstellung bei einer perspektivischen seitlichen Ansicht;
4b die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichers in einer Explosionsdarstellung bei seitlicher Ansicht;
5 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeichers;
6a die zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägerelements mit einem Kühlkanal in einer seitlichen perspektivischen Ansicht;
6b die zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägerelements mit einem Kühlkanal in einer seitlichen Ansicht;
6c eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeichers mit entsprechenden Kühlkanälen;
7a die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Trägerelements mit Kühlrippen in einer seitlichen perspektivischen Ansicht;
7b die zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägerelements mit Kühlrippen in einer seitlichen Ansicht;
7c eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeichers mit Kühlrippen;
8 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägerelements und dessen Zusammenbau mit weiteren solchen Trägerelementen;
9a eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägerelements in einer seitlichen Ansicht;
9b eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeichers basierend auf der vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägerelements;
10 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeichers mit einer Kühlplatte;
11a eine fünfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägerelements in einer perspektivischen seitlichen Ansicht;
11b die fünfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägerelements in einer seitlichen Ansicht;
11c eine Kühlplatte mit Nuten;
11d eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeichers basierend auf der fünften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägerelements und
12 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Energiespeichers.
In der nachfolgenden Beschreibung werden gleiche und gleichwirkende Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen benannt.
1a zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägerelements zum Halten und Kühlen mindestens einer Energiespeicherzelle in einer perspektivischen Seitansicht. Das dargestellte Trägerelement 1 weist einen flächigen Abschnitt 2 mit einer zumindest annähernd planaren Wärmetauscherfläche 3 auf. Die Wärmetauscherfläche 3 definiert eine x-y-Ebene, die durch die eingezeichnete x-Achse und y-Achse aufgespannt wird. An dem flächigen Abschnitt ist mindestens eine Energiespeicherzelle anbringbar. Beispielsweise kann sich eine Energiespeicherzelle an der Vorderseite und eine weitere an der Rückseite des flächigen Abschnitts 2 befinden. Ein Randabschnitt 4 ist mit dem flächigen Abschnitt 2 entlang einer Kante des flächigen Abschnitts 2 verbunden. Entlang einer z-Achse, welche senkrecht zu der x-Achse und senkrecht zu der y-Achse orientiert ist, weist der flächige Abschnitt 2 eine erste Dicke d₁ auf. Der Randabschnitt 4 hingegen weist entlang der z-Achse eine zweite Dicke d₂ auf, welche größer ist als die erste Dicke d₁.
Wie in 1b zu sehen ist, weist der Randabschnitt 4 an seiner linken Seite ein erstes Element und an seiner rechten Seite ein zweites Element zum Bilden einer Verbindung mit mindestens einem weiteren Element auf. Das erste Element ist als bogenförmige Feder 5 und das zweite Element als bogenförmige Nut 6 ausgestaltet. Das erste Element kann mit einem weiteren Element in Form einer bogenförmigen Nut eine Verbindung eingehen, während das zweite Element mit einem zweiten weiteren Element in Form einer bogenförmigen Feder eine Verbindung eingehen kann. Da die Dicke d₂ des Randabschnittes größer ist als die Dicke d₁ des flächigen Abschnitts 2, verbleibt auf beiden Seiten des flächigen Abschnitts 2 Platz für jeweils eine Energiespeicherzelle, selbst wenn mehrere Trägerelemente miteinander verbunden werden. Das Trägerelement 1 ist also derartig ausgestaltet, dass das erste Element mit einem ersten weiteren Element verbunden und das zweite Element mit einem zweiten weiteren Element verbunden werden kann, selbst nachdem mindestens eine Energiespeicherzelle auf dem flächigen Abschnitt 2 angebracht wurde.
Die 2a verdeutlicht einen Verfahrensschritt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß der mehrere Trägerelemente gemäß der ersten Ausführungsform miteinander verbunden werden können, um so einen Energiespeicher herzustellen. 2a zeigt eine Ebene 7, auf der bereits mehrere verbundene Trägerelemente stehen. In der Regel werden an diesen Trägerelementen bereits mindestens eine Energiespeicherzelle angebracht sein. Aus Gründen der einfachen Illustration sind diese jedoch in 2a nicht dargestellt. Über ein Gelenk 8 ist die Ebene 7 mit einer Klappvorrichtung 9 verbunden. Eine vormontierte Einheit bestehend aus einem Trägerelement und mindestens einer Energiespeicherzelle kann in diese Klappvorrichtung 9 eingeführt werden. Anschließend wird diese um das Gelenk 8 gedreht, so dass die bogenförmige Feder 5 des Trägerelements 1a in eine bogenförmige Nut 6 eines weiteren Trägerelements 1b eingeführt wird. 2b illustriert noch einmal die daraus resultierende Situation.
3a illustriert eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägerelements in einer perspektivischen Seitansicht. 3b zeigt diese zweite Ausführungsform noch einmal in einer Seitansicht. Die gezeigte zweite Ausführungsform eines Trägerelements 10 weist wiederum einen flächigen Abschnitt 2 mit einer Wärmetauscherfläche 3 auf. Der Randabschnitt 11 ist im Vergleich zur ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägerelements 1 anders ausgestaltet. Wie in 3b dargestellt ist, besitzt der Randabschnitt 11 auf seiner linken Seite eine Nut 12 und auf seiner rechten Seite eine Feder 13. Die Feder 13 weist dabei eine verrippte Oberfläche auf. Die Nut 12 besitzt eine Querschnittsfläche, die sich in einer Richtung einer zunehmenden Tiefe der Nut verjüngt. Wenn die Feder 13 mit ihrer verrippten Oberfläche in diese Nut 12 eingeführt wird, werden die Rippen der verrippten Oberfläche gestaucht, so dass es zu einer Kaltpressschweißverbindung kommt.
Unter Kalt-Press-Schweißen kann ein Fügeverfahren verstanden werden, bei dem die Verbindung der Fügeteile unter Druck, ohne Wärmezufuhr und ohne Schweißzusatzwerkstoffe erfolgt. Dabei kann die metallische Verbindung der Fügeteile dadurch erfolgen, dass unvollkommene Gitter an den Kristallgrenzen beim Zusammentreffen mit gleichartig im Aufbau gestörten Gittern atomare Kräfte freisetzen, die zu neuen vollkommenen Gittern führen und damit den metallischen Verbund bewirken. Der für das Kalt-Press-Schweißen erforderliche hohe Druck wird durch plastische Deformation an den Spitzen der Rippen erzielt und gleichzeitig wird die Oxidschicht an den Schweißstellen durch die Relativbewegung (Reibung bei hohem Anpressdruck) zerstört.
Beim Kalt-Press-Schweißen kann die Gestaltung der zu verschweißenden Oberflächen und deren Anordnung in den zu verschweißenden Einzelelementen wichtig sein. Voraussetzung zur Kaltverschweißung von Aluminium ist ein bestimmter Flächendruck und ein bestimmter Umformgrat an den zur Verschweißung kommenden Oberflächenpartien. Wird eine der miteinander zu verbindenden Flächen mit einer Vielzahl besonders angeordneter Rippen versehen, stehen nur relativ kleine Oberflächenpartien zur Um-formung an, und die erforderliche Presskraft ist in einer Größenordnung zu halten, die mit herkömmlichen Einrichtungen wirtschaftlich zu verwirklichen ist. Förderlich für einen metallischen Verbund ist auch, dass in den Bereichen der Oberflächenberührung zwischen zu verschweißenden Flächen die Mehrheit der Oxidhäute verdrängt wird. Wird unter diesen Bedingungen eine Vielzahl von Flächenteilchen gegeneinander unter relativ hohem Druck und unter Bewegung in absolute Berührung gebracht, entsteht eine Kalt-Press-Schweißverbindung.
Bei einer Ausführungsform des hier beschriebenen Verfahrens wird das System des Nut- und Federverbundes durch verrippte Federoberflächen und spezielle Nutgestalt so erweitert, dass mit relativ einfachen Mitteln unter Nutzung der Formgebungsmöglichkeiten an Aluminiumstrangpressprofilen eine Verbindung möglich wird. Die Feder weist vorzugsweise gegenüber der Nut ein Übermaß auf, während sich die Nut gemäß einer Ausführungsform nach dem Nutgrund zu leicht verengt. Die Maßgenauigkeit der Fügeflächen und ihr Oberflächenzustand haben Einfluss auf die Festigkeit der Verbindung. Die Nuttiefe kann beispielsweise unter 5 mm liegen. Ein geringer Fertigungsaufwand ermöglicht eine wirtschaftliche Herstellung der Kalt-Press-Schweißverbindung.
Die 4a und 4b zeigen eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeichers 14, der auf der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Trägerelements beruht. Der Energiespeicher 14 ist in 4a in einer Explosionsdarstellung bei seitlicher perspektivischer Sicht dargestellt. 4b zeigt denselben Energiespeicher 14 in einer seitlichen Sicht. Der Energiespeicher 14 umfasst mehrere Trägerelemente 10. Auf den Trägerelementen 10 sind mehrere Energiespeicherzellen 15 angebracht. Die Anbringung erfolgt über entsprechende wärmeleitfähige Klebeschichten 16. Zwischen den vormontierten Energiespeichermodulen 17, die im Wesentlichen aus einem Trägerelement 10 und zwei Energiespeicherzellen 15 bestehen, sind Volumenausgleichselemente 18 angeordnet. Der Hintergrund hierzu ist, dass die Energiespeicherzellen bei Temperaturschwankungen oder Ladungsänderungen ihre Dicke ändern. Dadurch soll jedoch möglichst nicht der Druck in den Energiespeicherzellen beeinflusst werden. Die Volumenausgleichselemente 18 sollen Ausdehnungen der Zellen, welche durch thermische Einflüsse oder durch Innendruckveränderungen hervorgerufen werden können, ausgleichen, ohne dass die Spannungen im Energiespeicher kritische Werte überschreiten oder der erforderliche Anpressdruck der Zellen zu dem jeweiligen Trägerelement verloren geht. Die Volumenausgleichselemente 18 können beispielsweise aus einem wärmeleitfähigen, gemischtzelligen Schaum bestehen, der eine gleichbleibende Rückstellkraft zur Verfügung stellt. Durch die Volumenausgleichselemente wird ein guter thermischer Kontakt zu den Trägerelementen sichergestellt.
5 zeigt eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeichers 19. Dieser umfasst wiederum mehrere Trägerelemente 10 sowie mehrere Energiespeicherzellen 15. Über eine Klebeschicht 16 werden die Energiespeicherzellen 15 an dem Trägerelement 10 angebracht. Die dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeichers 19 unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeichers 14 insbesondere dadurch, dass das Volumenausgleichselement als ein profiliertes Wärmekontaktelement 20 ausgestaltet ist. Bei einem erhöhten Innendruck kann zusätzliches Volumen der Energiespeicherzellen in die Hohlräume zwischen den Rippen des profilierten Wärmekontaktelements 20 ausweichen.
Die 6a und 6b zeigen die zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägerelements 10 in einer Variante mit einem Kühlkanal 21 zur Aufnahme eines Fluids. Der Kühlkanal 21 verläuft innerhalb des Randabschnitts 11 parallel zur Kante des flächigen Abschnitts 2. Die 6c illustriert eine Ausführungsform eines Energiespeichers, der auf den in den 6a und 6b gezeigten Trägerelementen beruht. Wie die Pfeile in 6c verdeutlichen, benötigt dieser Energiespeicher 22 einen Vorlaufverteiler zum Versorgen der Kühlkanäle mit dem Fluid und einen Rücklaufverteiler zur Aufnahme des Fluids bei einem Austritt des Fluids aus den Kühlkanälen 21.
Die 7a und 7b zeigen die zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägerelements 10 mit Kühlrippen 23, die an einer Unterseite des Randabschnittes 11 angeordnet sind. Die 7c illustriert eine Ausführungsform eines Energiespeichers, der auf dem in den 7a und 7b dargestellten Trägerelement beruht. Wie die Pfeile in 7c verdeutlichen, können die Kühlrippen des Energiespeichers 24 über einen Luftstrom gekühlt werden.
In 8 ist eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägerelements 25 dargestellt. Dieses Trägerelement 25 weist einen Randabschnitt 26 und einen weiteren Randabschnitt 27 auf. Der Randabschnitt 26 ist mit dem flächigen Abschnitt 2 entlang einer Kante des flächigen Abschnitts 2 verbunden. Die Verbindung zwischen dem flächigen Abschnitt 2 und dem weiteren Randabschnitt 27 erfolgt entlang einer weiteren Kante des flächigen Abschnitts 2, wobei die weitere Kante des flächigen Abschnitts 2 und die Kante des flächigen Abschnitts 2 einander gegenüberliegende Kanten des flächigen Abschnitts 2 sind, zwischen welchen sich der flächige Abschnitt 2 erstreckt. Wie die 8 weiterhin verdeutlicht, erfolgt die Verbindung mehrerer Trägerelemente 25 jeweils am Randabschnitt 26 und am weiteren Randabschnitt 27.
9a illustriert eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägerelements 28. Das Trägerelement 28 weist wiederum einen Randabschnitt 29 und einen weiteren Randabschnitt 30 auf. Am Randabschnitt 29 und am weiteren Randabschnitt 30 sind jeweils Kühlrippen 31 angeordnet. Die 9b verdeutlicht, wie ein Energiespeicher basierend auf der vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägerelements hergestellt werden kann.
Die 10 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeichers 32. Dieser ist auf einer Kühlplatte 33 angeordnet. Mittels zweier Schienen 34 und 35 wird der Energiespeicher 32 auf der Kühlplatte 33 fixiert.
Die 11a und 11b zeigen eine fünfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägerelements. Das Trägerelement 36 weist wiederum einen flächigen Abschnitt 2 und einen Randabschnitt 37 auf. An der Unterseite des Randabschnitts 37 befindet sich eine Feder 38. In 11c ist eine dazugehörige Kühlplatte 39 dargestellt, die eine Vielzahl von Nuten 40 aufweist. Die Federn 38 der Trägerelemente 36 können in diese Nuten 40 gesteckt werden, so dass die in 11d gezeigte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeichers 41 entsteht.
12 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Energiespeichers. In Schritt S1 wird ein erfindungsgemäßes Trägerelement bereitgestellt und in Schritt S2 wird mindestens eine Energiespeicherzelle auf dem flächigen Abschnitt des Trägerelements angeordnet. In Schritt S3 wird dann ein weiteres erfindungsgemäßes Trägerelement bereitgestellt und anschließend mindestens eine weitere Energiespeicherzelle auf dem flächigen Abschnitt des weiteren Trägerelements angeordnet (Schritt S4). Ein Volumenausgleichselement wird in Schritt S5 zwischen dem Trägerelement und dem weiteren Trägerelement angeordnet. Anschließend wird das Trägerelement mit dem weiteren Trägerelement verbunden (Schritt S6).
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die folgenden Vorteile aufweisen:

1. Mit Hilfe der Trägerelemente können Vormontageeinheiten gebildet werden, die ein Trägerelement und mindestens eine Energiespeicherzelle umfassen. Die Vormontageeinheiten können anschließend miteinander verbunden werden. Auf diese Weise können Energiespeicher leicht, effizient und kostengünstig hergestellt werden.
2. Defekte Vormontageeinheiten können aus dem Energiespeicher leichter wieder entnommen und ersetzt werden.
3. Die Energiespeicher können leichter in Einzelteile zerlegt werden, um ein sortenreines Recycling zu gewährleisten.
4. Die Montage der Vormontageeinheiten kann automatisiert ablaufen. Die Serienmontage, d. h. die Montage von Serienteilen, ist wegen der Monotonie der Tätigkeit und der ständig gleichartigen Arbeitsbelastung für den Menschen eine sehr belastende Arbeit. Zur Umsetzung einer vollautomatisierten oder teilautomatisierten Montage können Montagekomponenten, wie Magazine, Ordnungs- und Vereinzelungsgeräte, Pressen, Fördereinrichtungen etc., zu einer Linie zusammengestellt werden.
5. Es kann also zu einer Erhöhung der Produktivität und Wirtschaftlichkeit, einem Abbau von physischen und psychischen Belastungen der Monteure und einer Erhöhung der Produktqualität kommen.

Offenbart ist also ein Trägerelement zum Halten und Kühlen mindestens einer Energiespeicherzelle eines Energiespeichers zur Speicherung elektrischer Energie für ein elektromobiles Kraftfahrzeug, wobei das Trägerelement Folgendes aufweist: Einen flächigen Abschnitt mit einer Wärmetauscherfläche, welche eine durch eine x-Achse und eine y-Achse aufgespannte x-y-Ebene definiert und an welchem die mindestens eine Energiespeicherzelle anbringbar ist, einen Randabschnitt, welcher mit dem flächigen Abschnitt entlang einer Kante des flächigen Abschnitts verbunden ist, wobei der Randabschnitt mindestens ein Element zum Bilden einer Verbindung mit mindestens einem weiteren Element aufweist, um so eine Verbindung des Trägerelements mit einem weiteren Trägerelement zu ermöglichen, welches entlang einer z-Achse, welche senkrecht zu der x-Achse und senkrecht zu der y-Achse orientiert ist, neben dem Trägerelement angeordnet ist.
Die mit Bezug auf die Figuren gemachten Erläuterungen sind rein illustrativ und nicht beschränkend zu verstehen. An den Ausführungsformen können viele Änderungen vorgenommen werden, ohne den Schutzbereich, wie er in den beigefügten Ansprüchen festgelegt ist, zu verlassen. Insbesondere können Merkmale der Ausführungsformen frei miteinander kombiniert werden. Beispielsweise ist es natürlich möglich, eine bogenförmige Feder mit einer verrippten Oberfläche zu versehen. Alle Ausführungsformen von Trägerelementen können wahlweise entweder mit Kühlkanälen oder Kühlrippen versehen werden. Auch eine Kombination der beiden Kühlkomponenten ist möglich. Denkbar ist auch eine Ausführungsform eines Trägerelements, das an seinem Randabschnitt zwei Federn und eine Nut aufweist. Eine Feder und eine Nut werden jeweils verwendet, um mehrere Trägerelemente miteinander zu kombinieren, während mehrere kombinierte Trägerelemente dann über Nuten in einer Kühlplatte mit der Kühlplatte verbunden werden.
Bezugszeichenliste

1: Trägerelement
1a: Trägerelement
1b: weiteres Trägerelement
2: flächiger Abschnitt
3: Wärmetauscherfläche
4: Randabschnitt
5: bogenförmige Feder
6: bogenförmige Nut
7: Ebene
8: Gelenk
9: Klappvorrichtung
10: Trägerelement
11: Randabschnitt
12: Nut
13: Feder
14: Energiespeicher
15: Energiespeicherzelle
16: Klebeschicht
17: vormontierte Energiespeichermodule
18: Volumenausgleichselement
19: Energiespeicher
20: profiliertes Wärmekontaktelement
21: Kühlkanal
22: Energiespeicher
23: Kühlrippen
24: Energiespeicher
25: Trägerelement
26: Randabschnitt
27: weiterer Randabschnitt
28: Trägerelement
29: Randabschnitt
30: weiterer Randabschnitt
31: Kühlrippen
32: Energiespeicher
33: Kühlplatte
34: Schiene
35: Schiene
36: Trägerelement
37: Randabschnitt
38: Feder
39: Kühlplatte
40: Nuten
41: Energiespeicher
S1: Bereitstellen eines Trägerelements
S2: Anordnen mindestens einer Energiespeicherzelle auf dem flächigen Abschnitt des Trägerelements
S3: Bereitstellen eines weiteren Trägerelements
S4: Anordnen mindestens einer weiteren Energiespeicherzelle auf dem flächigen Abschnitt des weiteren Trägerelements
S5: Anordnen eines Volumenausgleichselements zwischen dem Trägerelement und dem weiteren Trägerelement
S6: Verbinden des Trägerelements mit dem weiteren Trägerelement
d₁: Dicke 1
d₂: Dicke 2

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102008027293 A1 [0008]
DE 102010029085 A1 [0009]
DE 102008051897 A1 [0010]

Claims

Trägerelement (1, 1a, 1b, 10, 25, 28, 36) zum Halten und Kühlen mindestens einer Energiespeicherzelle eines Energiespeichers zur Speicherung elektrischer Energie für ein elektromobiles Kraftfahrzeug, das Trägerelement aufweisend – einen flächigen Abschnitt (2) mit einer Wärmetauscherfläche (3), welche eine durch eine x-Achse und eine y-Achse aufgespannte x-y-Ebene definiert und an welchem die mindestens eine Energiespeicherzelle (15) anbringbar ist, – einen Randabschnitt (4, 11, 26, 29, 37), welcher mit dem flächigen Abschnitt entlang einer Kante des flächigen Abschnitts verbunden ist, – wobei der Randabschnitt mindestens ein Element (5, 6, 12, 13, 38) zum Bilden einer Verbindung mit mindestens einem weiteren Element (5, 6, 12, 13, 40) aufweist, um so eine Verbindung des Trägerelements mit einem weiteren Trägerelement entlang einer z-Achse, welche senkrecht zu der x-Achse und senkrecht zu der y-Achse orientiert ist, zu ermöglichen, – wobei das Trägerelement derartig ausgestaltet ist, dass das mindestens eine Element mit dem mindestens einen weiteren Element verbunden werden kann, nachdem die mindestens eine Energiespeicherzelle (15) auf dem flächigen Abschnitt angebracht wurde.
Trägerelement nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Element (5, 6, 12, 13, 38) und das mindestens eine weitere Element (5, 6, 12, 13, 40) derartig ausgestaltet sind, dass sie mittels einer Kaltpresschweißverbindung und/oder Formschlussverbindung verbindbar sind.
Trägerelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei das mindestens eine Element für mindestens ein weiteres Trägerelement (1, 1a, 1b, 10, 25, 28) nach Anspruch 1 oder 2 ein weiteres Element des mindestens einen weiteren Elements (5, 6, 12, 13, 40) darstellt.
Trägerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Element eine Feder (5, 13, 38) und/oder eine Nut (6, 12) umfasst und das mindestens eine weitere Element eine Feder (5, 13) und/oder eine Nut (6, 12, 40) umfasst.
Trägerelement nach Anspruch 4, wobei sich die Feder (5) und die Nut (6) in zumindest einem Teilbereich bogenförmig erstrecken, wobei Abmessungen der Feder und der Nut derartig auf einander abgestimmt sind, dass es hinsichtlich einer rein translatorischen Bewegung in einer Öffnungsrichtung der Nut zu einem Formschluss kommt.
Trägerelement nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Feder (13) zumindest eine verrippte Oberfläche aufweist und die Nut (12) eine Querschnittsfläche aufweist, die sich in einer Richtung einer zunehmenden Tiefe der Nut verjüngt, so dass Rippen der verrippten Oberfläche der Feder bei einem Einführen der Feder in die Nut mit einer zunehmenden Einführtiefe der Feder in die Nut gestaucht werden.
Trägerelement gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend einen weiteren Randabschnitt (27, 30), welcher mit dem flächigen Abschnitt (2) entlang einer weiteren Kante des flächigen Abschnitts verbunden ist, wobei die weitere Kante des flächigen Abschnitts und die Kante des flächigen Abschnitts einander gegenüberliegende Kanten des flächigen Abschnitts (2) sind, zwischen welchen sich der flächige Abschnitt erstreckt, wobei der weitere Randabschnitt eine weitere zweite Dicke aufweist, welche größer ist als die erste Dicke.
Energiespeicher (14, 19, 22, 24, 32, 41) zur Speicherung elektrischer Energie, insbesondere für ein elektromobiles Kraftfahrzeug, der Energiespeicher aufweisend eine Mehrzahl von Trägerelementen (1, 1a, 1b, 10, 25, 28, 36) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, welche entlang der z-Achse in Form eines Stapels angeordnet sind, wobei jeweils zwei Randabschnitte, welche unterschiedlichen einander direkt benachbarten Trägerelementen zugeordnet sind, aneinander anliegen und miteinander verbunden sind, und eine Mehrzahl von Energiespeicherzellen (15), wobei jeweils zumindest eine Energiespeicherzelle flächig an einer Wärmetauscherfläche des flächigen Abschnitts von einem der Trägerelemente angeordnet ist.
Verfahren zum Herstellen eines Energiespeichers, mit den Schritten – Bereitstellen eines Trägerelements (S1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, – Anordnen mindestens einer Energiespeicherzelle (S2) auf dem flächigen Abschnitt des Trägerelements, – Bereitstellen eines weiteren Trägerelements (S3) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, – Anordnen mindestens einer weiteren Energiespeicherzelle (S4) auf dem flächigen Abschnitt des weiteren Trägerelements und – Verbinden des Trägerelements (S6) mit dem weiteren Trägerelement.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Verbinden des Trägerelements mit dem weiteren Trägerelement mittels eines Verbindens eines Elements des Randabschnitts des Trägerelements mit einem weiteren Element erfolgt, das Bestandteil des Randabschnitts des weiteren Trägerelements ist, wobei das Element eine Feder und das weitere Element eine Nut umfasst oder wobei das Element eine Nut und das weitere Element eine Feder umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei sich die Feder (5) und die Nut (6) in zumindest einem Teilbereich bogenförmig erstrecken und das Verbinden des Trägerelements mit dem weiteren Trägerelement mittels eines Eindrehens der Feder in die Nut oder eines Eindrehens der Nut um die Feder erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Feder (13) zumindest eine verrippte Oberfläche aufweist und die Nut (12) eine Querschnittsfläche aufweist, die sich in einer Richtung einer zunehmenden Tiefe der Nut verjüngt, und das Verbinden des Trägerelements mit dem weiteren Trägerelement mittels eines Einpressens der Feder in die Nut erfolgt, so dass Rippen der verrippten Oberfläche der Feder in der Nut gestaucht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, mit dem weiteren Schritt Anordnen eines Volumenausgleichselements (S5), insbesondere eines wärmeleitfähigen, gemischtzelligen Schaums und/oder eines profilierten Wärmekontaktelements, zwischen dem Trägerelement und dem weiteren Trägerelement.