电能存储模块的制作方法

1.本实用新型涉及一种电池模块，并且还涉及一种电池或一种电池模块的热管理，特别是在汽车领域。


背景技术：

2.机动车辆制造商的当前趋势是越来越多地将电能集成到他们的车辆中，无论这是用于移动全电动车辆、混合动力车辆还是向主要推进装置提供简单的辅助，以改善车辆的续航里程。
3.这些车辆涉及的动力需要大量电能，这些电能存储在专门为此目的设计的大容量电池中。它们由基本电池单元构成，这些基本电池单元彼此并排放置并且电连接在一起，以便既提供期望的电压又产生期望的存储容量。这些基本电池单元主要呈平行六面体板的形式，该平行六面体板的一个面上配备有触点，以接收直流电源或释放存储的能量。在内部，该板通常由一连串的阴极和阳极组成，它们交替放置并通过绝缘片彼此分隔开。基本电池单元因此并排放置，以便形成自主电池模块，该自主电池模块传递期望的电压并且具有其各种基本电池单元的容量之和作为容量。
4.从专利申请us2017104252a已知用于冷却电池单元的元件。
5.本实用新型特别提出改进这种类型的模块。


技术实现要素：

6.因此，本实用新型的主题是一种用于存储电能的模块，该模块具有：
[0007]-多个电池单元，特别是成排布置的电池单元，
[0008]-热交换器，特别是冷却板，冷却剂能够在其中循环以冷却电池单元，该热交换器特别是板状的，其中冷却剂能够在所述热交换器中循环，该板可以由接合在一起的多个部件形成，并具有复杂或相对简单的结构，或者热交换器可以具有一个或多个流体可以在其中循环的管，
[0009]-在单元的侧面上延伸的侧向保持构件，该构件被设计为帮助将单元保持在一起，
[0010]
其中，在所述模块中，侧向保持构件和热交换器彼此协作以帮助将单元机械地保持在一起，该热交换器优选地具有基本等于单元排的底部面的表面积的表面积。
[0011]
因此，根据本实用新型，该组件是能够作为一个部件块进行操作的组件，并且该模块特别地可以整体上被操作、移动，从而使将多个模块安装在车辆的电池舱中的操作更加容易。每个冷却板专用于单个电池模块，不被多个电池模块共享。
[0012]
本实用新型使得可以并入热交换器以在模块组装阶段期间对电池单元进行热管理。
[0013]
本实用新型得益于某些模块构造，这些模块构造具有环绕电池单元并支撑电池单元下部以将其在高度轴线上对准的元件。仅在模块组装完成后，模块才能结合到板或管上以进行热管理。本实用新型提出在模块组装阶段期间直接并入板或管，使用下部区域来保
持单元以将热交换器定位并压在电池单元上。通过用于机械地保持电池单元和热交换器的元件的适当设计，可以确保良好的接触，从而在组装电池组或模块的相同过程中实现电池单元的机械组装和热管理。
[0014]
由于减少了这两个元件之间的热界面的数量，本实用新型使得可以确保电池单元和热交换器之间的更好的热交换。而且，利用能够沿模块的整个长度在热交换器的两侧上施加载荷的机械保持构件，热交换器与电池单元之间的接触压力对于所有电池单元都是规则的。
[0015]
为了补偿公差、平坦度缺陷和相接触的两个界面的粗糙度，可以在热交换器和电池单元之间放置热界面材料，以通过两个元件之间的传导来改善热交换。该热界面材料还可以确保电池单元与热交换器之间的电绝缘。该热界面材料可以是例如热垫或热衬垫，或者例如热粘合剂。
[0016]
根据本实用新型的一方面，热交换器特别是经由导热膏或导热垫、导热衬垫或任何其他导热部件与单元的底部面热接触。
[0017]
根据本实用新型的一方面，侧向保持构件被设计成支撑在单元排的至少两个面上，特别是该排的至少三个面上。
[0018]
根据本实用新型的一方面，侧向保持构件具有至少一个端部折板，该至少一个端部折板支承在单元排的一个面上，特别是具有两个端部折板，支承在单元排的两个相对的面上。
[0019]
根据本实用新型的一方面，除了该一个或多个折板之外，侧向保持构件还具有主壁，该主壁支承在单元排的一个面上，该一个或多个折板连接至该主壁。
[0020]
根据本实用新型的一方面，保持构件的主壁在电池排的侧面上延伸，该侧面由对齐的单元的连续的侧壁形成。
[0021]
根据本实用新型的一方面，保持构件的该主壁，特别是板状的主壁是基本上矩形的。
[0022]
根据本实用新型的一方面，一个或多个折板与保持构件的主板一件式制成。
[0023]
根据本实用新型的一方面，该模块具有两个保持构件，每个保持构件布置在单元排的侧面上，这两个保持构件特别地关于穿过单元排的中心的对称平面彼此对称。
[0024]
根据本实用新型的一方面，保持构件由金属板、特别是铝板制成，并且特别地，一个或多个折板是通过弯曲该金属板而形成的。
[0025]
根据本实用新型的一方面，该保持构件具有舌部，该舌部在单元排的底部面附近延伸，并且被设计成将热交换器保持抵靠在电池单元的底部面上。
[0026]
根据本实用新型的一方面，每个保持构件，特别是两个保持构件，具有用于保持热交换器的舌部。
[0027]
根据本实用新型的一方面，舌部沿着热交换器的整个长度，沿着热交换器的边缘，特别是笔直的边缘延伸。
[0028]
根据本实用新型的一方面，所述一个或多个舌部是通过弯曲金属板形成的。
[0029]
根据本实用新型的一方面，热交换器具有上表面和相对的下表面，上表面与单元排热接触，并且保持构件的舌部与该下表面接触。
[0030]
根据本实用新型的一方面，与热交换器的其余部分相比，热交换器具有厚度减小
的边缘，该边缘特别地由两个壁的叠置形成，该两个壁接合在一起、特别是钎焊在一起，该边缘特别是从热交换器的下表面后缩并且与热交换器的上表面对齐。
[0031]
根据本实用新型的一方面，保持构件的舌部与热交换器的下表面接触，因此舌部比该边缘低，使得舌部的厚度增加了热交换器的厚度，特别是形成热交换器的板的厚度。
[0032]
作为变型，保持构件的舌部与热交换器的边缘接触，然后，舌部基本上与热交换器的下表面对齐，使得舌部的厚度不增加热交换器的厚度，特别是形成热交换器的板的厚度。
[0033]
因此，本实用新型使得可以减少在模块的高度轴上的包装和舌部的长度，并因此减少质量。有利地，可以减小热交换器在模块下方所占据的长度，从而使得可以仅在热交换器的边缘上，特别是在热交换器的上下壁的钎焊区域上确保压缩力。可以增加该钎焊长度，以便具有足够的表面积来施加力。
[0034]
根据本实用新型的一方面，热交换器具有凹部，该凹部被设计为与单元的底部面限定用于接收热界面元件的空间，该热界面元件例如是热粘合剂或热垫。
[0035]
根据本实用新型的一方面，该凹部由热交换器的上壁的受压区域形成。
[0036]
这使得可以减少热界面材料的量，因为它仅存在于其中存在热交换的区域中，即在传热流体的循环上方的区域中。
[0037]
本实用新型的另一主题是一种用于制造用于存储电能的模块的方法，该模块具有多个电池单元，特别是成排设置的电池单元，所述方法具有以下步骤：
[0038]-将单元与机械保持构件和热交换器同时结合在一起，然后通过该保持构件和该热交换器将电池单元固定。
[0039]
换句话说，在装配机械保持构件和热交换器之前，电池单元不被结合在一起。
[0040]
该方法可以具有以下步骤：
[0041]-车辆电池舱中将多个(several)电池模块结合，这些模块事先配备有相关的热交换器，这有助于将单元保持在一起。
[0042]
传热流体是例如乙二醇水。
附图说明
[0043]
基于阅读以下仅通过示例和参考附图给出的描述将更好地理解本实用新型，在附图中：
[0044]-图1和图2是根据本实用新型的一个示例的模块的视图；
[0045]-图3示出了本实用新型的另一实施例；
[0046]-图4和5示出了本实用新型的另一实施例。
具体实施方式
[0047]
图1和图2示出了具有多个电池单元21的电池模块20。这些单元21在一个方向上对齐(aligned)，并且在多个电池单元21的底部面22附近设有热交换器10。
[0048]
设置一对端板18以支承在电池单元21的端面24上，并且机械保持构件30构造成将一对端板18彼此连接，从而将多个电池单元21固定在一起。
[0049]
每个电池单元21是棱柱形或矩形的电池单元，这些电池单元的主面24彼此面对以形成电池模块20。
[0050]
此外，以常规方式，每个电池单元21包括被配置为容纳电极组件和电解质的电池壳体。电池的壳体由盖组件密封。该盖组件设置有极性不同的正极端子和负极端子。
[0051]
电池单元21在充电/放电时产生大量的热量。产生的热量积聚在电池单元中，从而加速了电池单元的劣化。因此，电池模块还包括热交换元件10，该热交换元件10被设置为靠近电池单元的下表面，以便能够冷却电池单元。
[0052]
热交换元件10可以包括冷却板，该冷却板设置成具有与多个电池元件的下表面的尺寸相对应的尺寸，例如，该冷却板能够完全覆盖排27中所有电池单元10的下表面。
[0053]
电能存储模块20具有：
[0054]-多个电池单元21，其布置在排27中，
[0055]-热交换器10，在此情况下是冷却板，冷却剂可在其中循环以冷却电池单元，
[0056]-在电池单元的侧面上延伸的两个侧向保持构件30，该构件被设计为帮助将电池单元保持在一起，
[0057]
其中，在所述模块中，每个侧向保持构件30和热交换器10彼此协作以帮助将所述电池单元21机械地保持在一起，所述热交换器10优选地具有基本等于电池单元排27的底部面22的表面积的表面积。
[0058]
热交换器10特别是经由导热膏29与电池单元的底部面22热接触。
[0059]
每个侧向保持构件30设计成支承在该排27的三个面28和24上。
[0060]
侧向保持构件30具有端部折板，每个端部折板支承在电池单元排的一个面24上，特别是具有两个端部折板33，支承在电池单元排的两个相对的面24上。
[0061]
除了该一个或多个折板33之外，每个侧向保持构件30还具有主壁34，该主壁34支承在电池排的一个面28上，该一个或多个折板33连接至该主壁34。
[0062]
保持构件的主壁34在电池单元排的侧面28上延伸，该侧面由对齐的单元的连续的侧壁形成。
[0063]
保持构件的该主壁，特别是板34状的主壁是基本上矩形的。
[0064]
折板33与保持构件的主板34一件式制成。
[0065]
模块具有两个保持构件30，每个保持构件30布置在电池单元排的侧面28上，这两个保持构件特别地关于穿过单元排的中心的对称平面彼此对称。
[0066]
每个保持构件33由金属板、特别是铝板制成，并且特别地，一个或多个折板33是通过弯曲该金属板而形成的。
[0067]
保持构件30具有舌部38，该舌部38在电池单元排的底部面22附近延伸，并且被设计成将热交换器10抵靠电池单元的底部面22保持。
[0068]
每个保持构件具有用于保持热交换器的舌部38。
[0069]
舌部38沿着热交换器的整个长度，沿着热交换器的边缘50，特别是笔直的边缘延伸。
[0070]
每个舌部38通过弯曲形成壁34的金属板来形成。
[0071]
热交换器具有与单元排27热接触的上表面52和相对的下表面53，并且保持构件的舌部38与该下表面53接触。
[0072]
与热交换器的其余部分相比，热交换器具有减小的厚度的边缘50，该边缘特别地由接合在一起、特别是钎焊在一起的两个壁56，57的叠置形成，该边缘50特别是从热交换器
的下表面53向后缩进并且与热交换器的上表面52对齐。
[0073]
保持构件的舌部38与热交换器的下表面53接触，因此舌部比该边缘50低，使得舌部的厚度增加了热交换器的厚度，特别是形成热交换器的板10的厚度。
[0074]
作为变型，如图3所示，保持构件20的舌部38与热交换器的边缘50接触，然后，舌部38基本上与热交换器的下表面53对齐，使得舌部的厚度不增加热交换器的厚度，特别是形成热交换器的板10的厚度。
[0075]
如图4和5所示，热交换器10具有凹部55，该凹部被设计为与单元21的底部面限定用于接收热界面元件29的空间，该热界面元件例如是热粘合剂或热垫。
[0076]
该凹部55由热交换器10的上壁56的受压区域形成。
[0077]
盖70封闭模块的上部。