具有溫度控制設(shè)備的儲(chǔ)能裝置制造方法
【專利摘要】一種儲(chǔ)能設(shè)備（1）具有至少一個(gè)儲(chǔ)能電池（2），優(yōu)選多個(gè)儲(chǔ)能電池（2），并且具有溫度控制設(shè)備，其設(shè)計(jì)為控制儲(chǔ)能電池（2）或由儲(chǔ)能電池（2）形成的組件的溫度，并且具有至少一個(gè)夾緊元件（8、20），其被設(shè)計(jì)為溫度控制設(shè)備的功能部件，并且被設(shè)計(jì)為傳送熱傳遞介質(zhì)。
【專利說明】具有溫度控制設(shè)備的儲(chǔ)能裝置
[0001]描述
[0002]優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)DE102011016048的全部?jī)?nèi)容通過引用完全并入作為本申請(qǐng)不可分割的一部分。
[0003]本發(fā)明涉及一種具有溫度控制設(shè)備和至少一個(gè)儲(chǔ)能電池的儲(chǔ)能裝置:特別涉及一種具有溫度控制設(shè)備和多個(gè)儲(chǔ)能電池的儲(chǔ)能裝置。
[0004]電化學(xué)儲(chǔ)能器，下文也稱為電化學(xué)電池或直流電池，常被制造成平的、可堆疊單元的形式，通過組合多個(gè)這種電池，用于不同應(yīng)用的電池組能被制造。
[0005]電池必須常被冷卻，以散發(fā)產(chǎn)生的熱損耗。對(duì)此，已知使用通過冷卻回路的間接冷卻或借助被引入電池之間的預(yù)冷卻的空氣的直接冷卻。在通過冷卻回路冷卻的情況下，在電池組的電池塊上，通常在電池之下，可布置冷卻劑流經(jīng)的金屬冷卻板。熱損耗例如或經(jīng)由單獨(dú)的導(dǎo)熱元件，例如導(dǎo)熱棒或?qū)岚澹蚪?jīng)由相應(yīng)增厚的電池殼體壁從電池引入冷卻板。電池的電池殼體通常是金屬的，并且易經(jīng)受電壓。為了防止短路，冷卻板與電池殼體被電絕緣體(例如冷卻板上涂的導(dǎo)熱膜、注塑模、澆注化合物或涂層或鍍層)分開。冷卻回路也能被應(yīng)用于加熱電池組，例如冷啟動(dòng)時(shí)。
[0006]本發(fā)明基于提供改進(jìn)的儲(chǔ)能裝置的目的。
[0007]該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的儲(chǔ)能裝置實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的有益改進(jìn)。
[0008]儲(chǔ)能裝置具有至少一個(gè)儲(chǔ)能電池，優(yōu)選多個(gè)儲(chǔ)能電池，并且具有溫度控制設(shè)備，其被設(shè)計(jì)為調(diào)節(jié)儲(chǔ)能電池或由儲(chǔ)能電池形成的組件的溫度，并且具有至少一個(gè)夾緊元件，其被設(shè)計(jì)為，通過張力提供儲(chǔ)能電池在儲(chǔ)能裝置中的空間固定，該目的通過將夾緊元件設(shè)計(jì)為溫度控制設(shè)備的功能部件，并且將夾緊元件設(shè)計(jì)為傳導(dǎo)熱傳遞介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，儲(chǔ)能裝置應(yīng)被理解為一種裝置，若必要時(shí)使用電化學(xué)過程的話，其也能吸收、存儲(chǔ)和依次釋放尤其電能。根據(jù)本發(fā)明，儲(chǔ)能電池應(yīng)被理解為儲(chǔ)能裝置的封閉的功能單元，若必要時(shí)使用電化學(xué)過程的話，其本身也能吸收、存儲(chǔ)和再依次釋放尤其電能。儲(chǔ)能電池可以是例如，但不只是，直流一次電池或二次電池(在本申請(qǐng)的上下文中，一次電池或二次電池被無差別地稱為電池組的電池并且由此構(gòu)成的儲(chǔ)能裝置稱為電池組)、燃料電池、高性能電容器例如超級(jí)電容器或類似物、或其他類型的儲(chǔ)能電池。特別的，被設(shè)計(jì)為電池組的電池的儲(chǔ)能電池具有例如發(fā)生電化學(xué)轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)過程的活性區(qū)域或活性部分，用于封裝活性部分從而與環(huán)境隔開的外殼以及至少兩個(gè)電流導(dǎo)體，其用作該儲(chǔ)能電池的電端子。該活性部分具有例如電極陣列，其優(yōu)選被配置為具有集電膜、活性層和分離層的電極堆或線圈?；钚詫雍头蛛x層可至少部分地被提供為獨(dú)立的預(yù)切膜或作為集電膜的涂層。電流導(dǎo)體與集電膜電氣連接或由其形成。
[0010]在該上下文中的儲(chǔ)能電池應(yīng)被特別地理解為電化學(xué)電池，其存儲(chǔ)化學(xué)形式的能量，以電形式送到負(fù)載并且優(yōu)選也以電形式從充電設(shè)備吸收。用于這種電化學(xué)儲(chǔ)能器的重要例子是直流電池或燃料電池。在該上下文中的平的電化學(xué)電池應(yīng)被理解為這樣一種電化學(xué)電池，其外形特征在于兩個(gè)大致平行的平面，其彼此之間的垂直距離短于電池的平行于該平面測(cè)量的平均長(zhǎng)度。在這兩個(gè)平面之間布置了常被封裝在包中或電池殼體中的電池的電化學(xué)活性組件。這種電池常被多層包裝膜包圍，其在電池包裝的邊緣具有密封縫，該電池包裝通過密封縫區(qū)域的包裝膜的永久連接或密封形成。這種電池也常被稱為袋電池或咖啡袋電池。
[0011]夾緊元件有助于將儲(chǔ)能電池空間地固定在儲(chǔ)能裝置，根據(jù)本發(fā)明能被理解為，既部分有助于空間固定又百分之百地有助于，尤其專門有助于空間固定。
[0012]此外，儲(chǔ)能電池可還具有可延伸的多層膜作為外殼用于吸收產(chǎn)生的氣體。
[0013]儲(chǔ)能電池也可是其吸收和/或釋放的不是電能，而是熱能、勢(shì)能、動(dòng)能或其他類型的能量的電池，或吸收一種能量并且轉(zhuǎn)而釋放另外一種能量的電池，由此該能量還能被存儲(chǔ)為另外一種類型。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，夾緊應(yīng)被理解為，通過張力保持在預(yù)定位置，尤其是彼此相對(duì)的位置。彈力和摩擦力也可用于但不局限于用于夾緊。該夾緊不附帶地排除形式鎖定位置固定；其可但不必被限于防止部件散落。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，溫度控制是指散發(fā)或供給熱量，尤其是散發(fā)熱量。其可被實(shí)現(xiàn)為被動(dòng)冷卻，如通過熱輻射表面上的熱輻射，被實(shí)現(xiàn)為主動(dòng)冷卻，如通過熱傳遞表面上的強(qiáng)制性對(duì)流，或通過與特殊循環(huán)的熱傳遞介質(zhì)例如水、油、或類似物在熱交換器中的熱傳遞。對(duì)此可提供控制或調(diào)節(jié)以維持預(yù)定的可允許的溫度范圍。
[0016]當(dāng)夾緊設(shè)備被設(shè)計(jì)為溫度控制設(shè)備的功能部件并且用于傳導(dǎo)熱傳遞介質(zhì)時(shí)，該夾緊設(shè)備也能實(shí)現(xiàn)與分別控制儲(chǔ)能電池或電池組件的溫度有關(guān)的功能。這些功能可包括例如，但不限于，自和到儲(chǔ)能電池的熱傳遞、通過熱輻射表面的熱輻射、自和到熱傳遞介質(zhì)的熱傳遞、自和到熱源或散熱器和/或類似物的熱傳導(dǎo)。
[0017]已被證明有益的是，將夾緊元件直接連接在熱傳遞介質(zhì)回路上。
[0018]優(yōu)選地，夾緊元件具有至少一個(gè)被配置為空心桿的拉桿。該設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)是，熱傳遞介質(zhì)能被弓I導(dǎo)使其通過拉桿。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，拉桿應(yīng)被理解為，尤其伸出電池堆的總長(zhǎng)的細(xì)長(zhǎng)的桿，其通過壓力元件如板或法蘭特別張緊電池塊，該壓力元件在儲(chǔ)能電池的堆方向上推壓相應(yīng)的外部?jī)?chǔ)能電池。通常設(shè)置了多個(gè)拉桿，如四個(gè)、六個(gè)、八個(gè)或更多。這種拉桿例如在一端具有釘頭并且在另一端具有螺紋或在兩端具有螺紋，以便在緊固時(shí)通過使用螺母擰緊或旋緊而實(shí)現(xiàn)可靠的拉緊。使用針對(duì)儲(chǔ)能電池具有合適的設(shè)計(jì)的拉桿也有優(yōu)勢(shì)，即，在夾緊前可以相對(duì)簡(jiǎn)單的方式將儲(chǔ)能電池旋在拉桿上，這也能簡(jiǎn)化組件。拉桿能例如延伸穿過平坦電池的框架的框架元件的相應(yīng)的凹處，并且從中吸收熱量。
[0020]被配置為空心桿的拉桿還能通到熱交換器。
[0021]尤其優(yōu)選夾緊元件具有至少一對(duì)被配置為空心桿的拉桿，其通過橋被閉合為回路。該設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)是，能夠形成特別簡(jiǎn)單的熱傳遞介質(zhì)回路。
[0022]已被證明有利的是，被配置為空心桿的拉桿具有被設(shè)計(jì)為前流管道和回流管道的兩個(gè)縱向腔。
[0023]可選地或附加地，夾緊元件可具有至少一個(gè)緊固帶。優(yōu)選地，該緊固帶具有被設(shè)計(jì)為前流管道和回流管道的兩個(gè)縱向腔。尤其優(yōu)選夾緊設(shè)備具有通過橋被閉合為回路的至少一對(duì)緊固帶。[0024]緊固帶可為具有固有彈性的設(shè)計(jì)，至少部分被特別形成為波浪形彈簧，其中優(yōu)選提供多個(gè)緊固帶，其中至少一個(gè)緊固帶覆蓋至少另一個(gè)緊固帶。根據(jù)本發(fā)明，緊固帶應(yīng)被理解為，長(zhǎng)形的、尤其平的、帶狀的部件，其也可用于使儲(chǔ)能電池的布置互相緊靠，尤其通過纏繞的方式緊靠。由此可提供閉鎖機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)或類似物以實(shí)現(xiàn)張緊的組件。具有固有彈性的設(shè)計(jì)也能實(shí)現(xiàn)被施加在電池塊上的均勻的張力。緊固帶的有彈性的伸長(zhǎng)能被配置成使得該緊固帶具有比電池塊大的尺寸，并且在張緊組件時(shí)，其延伸繞過電池塊，由此當(dāng)預(yù)張緊然后松弛時(shí)，緊固帶緊緊地圍繞電池塊。為此，緊固帶的部分可例如具有波浪形彈簧的設(shè)計(jì)。尤其優(yōu)選該形成波浪形彈簧的部分具有平的部分，其在張緊時(shí)平坦地壓在儲(chǔ)能電池、導(dǎo)熱元件或類似物的熱交換表面上。
[0025]已被證明有利的是，夾緊元件與熱交換器連接。
[0026]此外，夾緊元件可至少部分地由導(dǎo)熱材料形成?？蛇x地和/或附加地，夾緊元件可至少部分地具有導(dǎo)熱層。
[0027]根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)材料表現(xiàn)出在技術(shù)層面上允許其用作熱導(dǎo)體的導(dǎo)熱性時(shí)，該材料應(yīng)被理解為導(dǎo)熱。可接受的下限可被設(shè)定在約10至ZOWnr1Ir1的范圍中；其相應(yīng)于高合金鋼和提供有好的導(dǎo)熱填充材料的(優(yōu)選纖維增強(qiáng)的)一些塑料的導(dǎo)熱率。優(yōu)選地，導(dǎo)熱率被選取在至少40至SOWnT1K-1的范圍中。
[0028]尤其優(yōu)選導(dǎo)熱率為至少100或幾百WnT1K'例如，但不局限于，彈簧鋼可使用硅、鋁、銅、銀或尤其碳納米管。這些或其他特殊材料的使用應(yīng)與成本、可加工性和其他技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行權(quán)衡。在此背景下，根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)熱材料的設(shè)計(jì)應(yīng)被理解為，夾緊設(shè)備或夾緊設(shè)備的元件或?qū)嵸|(zhì)上由這種材料組成，或例如由于剛度、電絕緣性、熱穩(wěn)定性或其他屬性或目的的原因，僅有芯、涂層或?qū)?、殼體或類似物可包括這種材料。通過合適的材料組合，可如此實(shí)現(xiàn)期望的屬性。如上所述的同樣的材料，或其他良好的導(dǎo)熱體例如陶瓷或金剛石，也可用作導(dǎo)熱塑料的填充材料。
[0029]另外優(yōu)選儲(chǔ)能裝置被設(shè)計(jì)成使得夾緊設(shè)備至少部分地、優(yōu)選平坦地壓在儲(chǔ)能電池的熱交換表面。根據(jù)本發(fā)明，儲(chǔ)能電池的熱交換表面應(yīng)被理解為儲(chǔ)能電池的這樣的表面，即其能散發(fā)出儲(chǔ)能電池內(nèi)部產(chǎn)生的熱量并且其也可根據(jù)需要吸收熱量并將其釋放到儲(chǔ)能電池的內(nèi)部。有利的是，結(jié)構(gòu)元件包括被設(shè)計(jì)為用于將在電池的活性區(qū)域產(chǎn)生的熱量傳遞到熱交換表面的熱交換表面。該構(gòu)造確保了好的熱耦合。通過導(dǎo)熱元件可根據(jù)需要產(chǎn)生熱耦合，該導(dǎo)熱元件也能實(shí)現(xiàn)電絕緣或其他類似的功能。
[0030]尤其優(yōu)選儲(chǔ)能裝置被設(shè)計(jì)成儲(chǔ)能電池具有棱柱形、尤其平坦的形狀并且熱交換表面被設(shè)置在儲(chǔ)能電池的至少一個(gè)周側(cè)、尤其窄側(cè)上。根據(jù)本發(fā)明，平的棱柱形是指這樣一種形狀，其在也被稱為厚度方向的空間方向上比在其他空間方向上具有相當(dāng)小的擴(kuò)張，并且這樣，相對(duì)較大的表面區(qū)域的兩個(gè)平的側(cè)面明顯不同于窄邊、尤其至少四個(gè)周側(cè)或窄側(cè)。平的、棱柱形儲(chǔ)能電池可堆疊成電池組件、尤其緊密的塊，尤其井，它們利用空間井，并且其接觸可以多樣方式實(shí)現(xiàn)，如經(jīng)由平側(cè)、經(jīng)由窄側(cè)、經(jīng)由突起的導(dǎo)體條(也稱為電流導(dǎo)體)或類似物。在堆疊的棱柱形電池中，周側(cè)位于外面，因此其適于作為熱交換表面。本發(fā)明也可適用不顯著平的，而是例如，但不限于，立方體儲(chǔ)能電池，同樣適用于非棱柱形，而是例如，但不限于，圓柱形儲(chǔ)能電池。
[0031]優(yōu)選地，儲(chǔ)能裝置被設(shè)計(jì)成提供導(dǎo)熱元件，該導(dǎo)熱元件由導(dǎo)熱材料構(gòu)成并且至少部分地、優(yōu)選平坦地壓在儲(chǔ)能電池的熱交換表面上，其中夾緊設(shè)備至少壓在導(dǎo)熱元件的自由表面上。根據(jù)本發(fā)明，導(dǎo)熱元件應(yīng)被理解為一種結(jié)構(gòu)元件，其也能傳導(dǎo)熱量自和到儲(chǔ)能電池，尤其自和到儲(chǔ)能裝置內(nèi)部的儲(chǔ)能電池之間的空間，自和到儲(chǔ)能電池之間的空間的外部。導(dǎo)熱元件可以例如，但不限于，是由導(dǎo)熱材料制成的布置在儲(chǔ)能電池之間的板或成型件。這里，根據(jù)本發(fā)明，導(dǎo)熱元件的自由表面是指從儲(chǔ)能電池的電池組件的外部可接近的表面，例如在其自由邊處突出并且在該處例如，但不限于，彎曲成直角以壓在儲(chǔ)能電池的邊處。也優(yōu)選儲(chǔ)能電池具有棱柱形、尤其平的形狀；那么熱交換表面可優(yōu)選被設(shè)置在儲(chǔ)能電池的平側(cè)上，導(dǎo)熱元件的自由表面可優(yōu)選被設(shè)置在儲(chǔ)能電池的周側(cè)、尤其窄側(cè)的區(qū)域。當(dāng)儲(chǔ)能電池的平側(cè)被配置成儲(chǔ)能電池的電端子，導(dǎo)熱元件也能被設(shè)計(jì)為由導(dǎo)電材料構(gòu)成并且額外地用作鄰近的儲(chǔ)能電池之間，或儲(chǔ)能裝置的一個(gè)儲(chǔ)能電池和端子連接設(shè)備之間的電接觸元件。可選地，導(dǎo)熱元件可具有電絕緣特性，特別當(dāng)需要阻止電接觸時(shí)。
[0032]在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，夾緊設(shè)備具有保持元件和張緊元件，其中保持元件與儲(chǔ)能電池交替布置，以將儲(chǔ)能電池保持在其間，并且由此張緊元件使保持元件緊靠?jī)?chǔ)能電池，其中保持元件至少部分與儲(chǔ)能電池的熱交換表面熱耦合，并且其中張緊元件至少部分地壓在保持元件的熱交換表面上。由此，有利的是，保持元件被配置成至少在和儲(chǔ)能電池的接觸面與和張緊元件的接觸面之間用導(dǎo)熱材料構(gòu)成。以該方法也能提供將保持元件和儲(chǔ)能電池可靠地張緊在電池塊中。保持元件的熱交換表面可以是保持元件的外表面、尤其側(cè)面，例如，但不只是，當(dāng)緊固帶被設(shè)置為張緊元件時(shí)。張緊元件諸如例如為，但不限于，拉桿，也可被引導(dǎo)使其穿過保持元件中的通道，如孔；在該情況中，保持元件的熱交換表面可由通道的內(nèi)表面形成。儲(chǔ)能電池的熱交換表面可由儲(chǔ)能電池的平側(cè)或邊側(cè)，穿過儲(chǔ)能電池的殼體的電流導(dǎo)體或電流導(dǎo)體的通道區(qū)域提供。
[0033]另外優(yōu)選儲(chǔ)能裝置被設(shè)計(jì)成使得張緊設(shè)備至少部分地、尤其通過平的接觸，與熱交換設(shè)備的部分熱耦合，其中該熱交換設(shè)備優(yōu)選連接到熱傳遞介質(zhì)回路并且其中該熱傳遞介質(zhì)回路優(yōu)選可被控制或調(diào)節(jié)。以該方式，張緊設(shè)備能將從儲(chǔ)能電池吸收的熱量傳送到熱交換設(shè)備并且將其在該處釋放給熱傳遞介質(zhì)例如，但不只是，水或油。加熱了的熱傳遞介質(zhì)能通過熱傳遞介質(zhì)回路流通并且在其他位置再次釋放吸收的熱量，如釋放給空氣冷卻器或類似物。
[0034]尤其優(yōu)選熱交換設(shè)備至少部分壓在儲(chǔ)能電池的熱交換表面上，其中該儲(chǔ)能電池具有平的棱柱形形狀并且熱交換表面被設(shè)置在儲(chǔ)能電池的至少兩個(gè)、優(yōu)選相對(duì)的窄側(cè)上。這樣，一方面，儲(chǔ)能電池能通過直接接觸把熱量釋放給熱交換設(shè)備，另一方面把熱量釋放給張緊設(shè)備上的不與熱交換設(shè)備接觸的位置。優(yōu)選地，由此，張緊設(shè)備既使電池互相緊靠又使其與熱交換設(shè)備緊靠。
[0035]本發(fā)明所述的和另外實(shí)施例的特征能以有利方式互相組合，由此得出本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例，其在此未能被確鑿地和完整地說明，但可供本領(lǐng)域的技術(shù)人員使用。
[0036]下面借助優(yōu)選實(shí)施例和附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0037]圖1為根據(jù)第一實(shí)施例的電池組的剖視圖；
[0038]圖2為根據(jù)第二實(shí)施例的電池組的剖視圖；
[0039]圖3為根據(jù)第二實(shí)施例的電池組的透視圖；
[0040]圖4為根據(jù)第三實(shí)施例的電池組的透視圖；[0041]圖5為根據(jù)第四實(shí)施例的電池組的透視圖。
[0042]圖1示意性地示出本發(fā)明的第一實(shí)施例的電池組I具有形成電池組件的多個(gè)直流電池2。該電池2在圖1中完整示出。
[0043]直流電池2為具有包含鋰的活性區(qū)域的二次電池(蓄電池)。熟知為鋰離子電池或類似物的這種直流電池的構(gòu)造通常是已知的。在本申請(qǐng)的上下文中，為簡(jiǎn)單起見，直流電池2被稱為電池2。在該實(shí)施例中，電池2被配置為所謂的平框電池，其具有狹長(zhǎng)的、大致矩形的電池殼體。電池2以平面-平行方式相繼被布置并且根據(jù)應(yīng)用，可并聯(lián)或/和串聯(lián)地電氣互連。
[0044]冷卻板3可被布置在電池2下方用于控制電池2的溫度。該冷卻板3在其內(nèi)部具有冷卻管道3.3，在圖中被多次切割，冷卻劑可流經(jīng)其中。冷卻板3和電池2的底面之間布置了由電絕緣材料制成的導(dǎo)熱膜4，其使冷卻板3與電池2電絕緣。電池2上方布置了壓板5，其由具有好的導(dǎo)熱特性的電氣絕緣材料例如用導(dǎo)熱摻雜劑加強(qiáng)的塑料制成?？蛇x地，該壓板5能由金屬例如鋼、鋁或類似物制造，然后在電池2的上窄側(cè)上的區(qū)域設(shè)置類似導(dǎo)熱膜4的電氣絕緣涂層或電氣絕緣中間層。
[0045]前端板6位于電池組件的前端處，并且在電池組件的后端處設(shè)置后端板7。該端板6和7每個(gè)形成電池組I的端子并且每個(gè)具有突出到壓板5以外的片形延長(zhǎng)部分6.1,7.1，其分別形成電池組I的端子接觸部。
[0046]此外，端板6和7分別還具有兩個(gè)緊固卡舌6.2,7.2，其被彎曲成與相應(yīng)的端板6、7的壓板5平行并且緊貼在該壓板5上。壓板5、電池2和冷卻板3被兩個(gè)夾緊元件8壓在一起，所述兩個(gè)夾緊元件8分別繞壓板5、端板6、7和冷卻板3被引導(dǎo)。在上述實(shí)施例中，夾緊元件8被配置為有固有彈性的緊固帶8，其具有緊固帶空腔8.2，其中固有彈性主要由彈簧區(qū)8.1調(diào)整。該彈簧區(qū)8.1由緊固帶8的波形形狀實(shí)現(xiàn)。因此，該彈簧區(qū)8.1優(yōu)選形成在其中緊固帶8沒有延伸到端板6、7或冷卻板3的邊緣的位置，尤其在電池組I的上側(cè)和下側(cè)上。其波形至少在壓在冷卻板3和壓板5上的波谷區(qū)域的較大的接觸面周圍至少部分地具有至少大致平的部分。通過前端板6和后端板7在軸向方向?qū)⒘σ腚姵貕KI中。在垂直于其的方向上，力被經(jīng)由冷卻板3從下方引入和經(jīng)由壓板5從上方引入。為了避免短路，端板6、7在緊固帶8平放處還設(shè)置有類似導(dǎo)熱膜4的電絕緣涂層或電絕緣中間層。進(jìn)一步地，緊固帶在端板6、7的區(qū)域也可具有彈性部分。
[0047]具有用于傳導(dǎo)熱傳遞介質(zhì)的緊固帶空腔8.2的緊固帶8由好的熱導(dǎo)體例如彈簧鋼制成，并且在彈簧區(qū)8.1的波谷區(qū)域與壓板5和冷卻板3具有導(dǎo)熱接觸。至少在端板區(qū)域中設(shè)置緊固帶8的電絕緣涂層或絕緣中間層。在一個(gè)實(shí)施例的變型中，緊固帶可由非導(dǎo)電材料制成，如由導(dǎo)熱塑料，優(yōu)選用玻璃纖維、合成纖維或金屬和導(dǎo)熱的填充材料加固的導(dǎo)熱塑料制成。在這種情況中，在某些環(huán)境中，可能不需要額外的絕緣。
[0048]具有緊固帶空腔8.2的緊固帶8和壓板5的導(dǎo)熱特性，和壓板5與電池上側(cè)和緊固帶8的導(dǎo)熱接觸，可導(dǎo)致電池2之間的熱平衡，一方面也發(fā)生在電池組的上部區(qū)域以及從上側(cè)到位于下側(cè)的冷卻板3的熱傳遞。
[0049]圖2示出本發(fā)明的相應(yīng)于圖1的另外的實(shí)施例，其中導(dǎo)熱元件8.20,8.21,8.22被設(shè)置在圍繞電池塊的具有緊固帶空腔8.2的緊固帶8和電池塊之間。
[0050]如圖2所示，下導(dǎo)熱元件8.20可被設(shè)置在緊固帶8和冷卻板3之間，上導(dǎo)熱元件8.21可被設(shè)置在緊固帶8和壓板5之間，以及端面導(dǎo)熱元件8.22可被設(shè)置在緊固帶8和端板6、7之間。硬的金屬塊，如鋁塊能被用于導(dǎo)熱元件8.20、8.21、8.22。緊固帶圍繞電池塊延伸并且確保在軸向方向以及豎直軸方向上恒定的接觸力。該緊固帶8借助鋸齒形焊縫
8.3被密封；這確保可靠地夾緊電池組I。
[0051]在一個(gè)實(shí)施例的變型中，導(dǎo)熱元件8.20,8.21,8.22可具有彈性特性并且可被配置為例如波紋狀金屬?gòu)椈?、用金屬片填充的墊、摻雜金屬的泡沫席、包含導(dǎo)熱凝膠或空腔8.2’的墊或席，用于傳導(dǎo)熱傳遞介質(zhì)或類似物。
[0052]不同于圖1所示的實(shí)施例，緊固帶8為直的設(shè)計(jì)，也就是說，無彈性波紋并且完全平壓在導(dǎo)熱元件8.20,8.21,8.22上。
[0053]圖3示意性地示出另一實(shí)施例?？蛇x地，冷卻板3在其內(nèi)部具有可由冷卻劑流經(jīng)的冷卻管道3.3，以及兩個(gè)冷卻劑連接部3.1用于供應(yīng)和釋放冷卻劑。冷卻板3可通過冷卻劑連接部3.1連接在未示出的冷卻回路上，通過該回路，由冷卻劑吸收的廢熱可從電池組I放出。
[0054]在該實(shí)施例變型中，夾緊設(shè)備由具有緊固帶空腔8.2的兩個(gè)金屬緊固帶8實(shí)現(xiàn)，其可設(shè)置有電絕緣的但導(dǎo)熱的層。該緊固帶8具有夾緊范圍8.4，其在所示實(shí)施例變型中被設(shè)計(jì)為波狀延展區(qū)域。也能使用壓接過程來代替延展區(qū)域，以?shī)A緊緊固帶并且將端部彼此牢固地綁定在一起。另外可選地，可設(shè)置旋鈕封閉件、螺栓耦合件或類似的螺絲扣。雖然在圖中只在后端板7的側(cè)上看到夾緊范圍8.4，這種夾緊范圍也能設(shè)置在前端板6的側(cè)上。
[0055]緊固帶8在跨過壓板5的槽5.1中、在跨過后端板7的槽7.3中、在跨過冷卻板3的槽3.2中并且在跨過前端板6的未示出的槽中延伸。
[0056]圖4示意性地示出本發(fā)明的另一實(shí)施例。
[0057]根據(jù)圖1所示，多個(gè)電池2被布置在相應(yīng)的兩個(gè)保持框架16、16或16、17之間。由電池2和保持框架16、17形成的布置被設(shè)置在兩個(gè)端板18、19之間。被設(shè)計(jì)成用于引導(dǎo)熱傳遞介質(zhì)的具有鎖緊螺母21的四個(gè)拉桿20被設(shè)置用于夾緊由電池、保持框架16、17和端板18、19形成的組件。
[0058]該端板18、19也用作電池組I的電端子。設(shè)置相應(yīng)的連接設(shè)備23、24用于連接。附接到支柱25的控制器26被提供用于監(jiān)視電池組I和單個(gè)電池2的狀態(tài)參數(shù)，用于充電平衡和類似作用。為防止端板18、19之間短路，用于引導(dǎo)熱傳遞介質(zhì)而形成的拉桿20和/或鎖緊螺母21至少跟端板18、19之一電絕緣。
[0059]在該實(shí)施例中，用于引導(dǎo)熱傳遞介質(zhì)而形成的拉桿20吸收電池組I內(nèi)部產(chǎn)生的熱量，其能通過熱傳遞介質(zhì)的流動(dòng)散發(fā)。
[0060]進(jìn)一步地，熱傳遞介質(zhì)能與端板18、19進(jìn)行導(dǎo)熱接觸。熱量借助合適的冷卻設(shè)備(未示出)也能經(jīng)由端板18、19散發(fā)。
[0061]可作為冷卻設(shè)備考慮的是例如空氣可繞其流通的鋁或另外的好的熱導(dǎo)體的輪廓，該部件經(jīng)由拉桿在頭端和/或螺母端與端板18、19擰緊?？蛇x地，也可在端板18、19之一的端面上附接熱交換器，在該熱交換器，拉桿20散發(fā)熱量。也還可想象另外的通過拉桿20的散熱。
[0062]雖然在圖中未詳示出，在該實(shí)施例中的電池2被配置成所謂的咖啡袋電池或袋電池。這種電池2具有電極堆和由膜材料(包覆膜)制成的殼體，其在邊緣部分被密封以形成所謂的密封縫。由此，連接器在電池2的兩個(gè)窄側(cè)上進(jìn)入該密封縫。保持框架16、17在連接器自身處或在密封縫區(qū)域中的接觸區(qū)域中抓住電池2，其中該連接器進(jìn)入該密封縫，并且至少在那通過該連接器把熱量釋放給框架元件16、17。用于引導(dǎo)熱傳遞介質(zhì)而形成的拉桿穿過框架元件16、17延伸并且從與連接器接觸的保持框架16、17吸收熱量。可選地，可設(shè)置由保持框架16、17抓住的單獨(dú)的接觸元件，并且其對(duì)電池2的邊緣部分施加接觸壓力并且從其吸收熱量。另外可選地，熱量可從電池2的平坦側(cè)經(jīng)由布置在電池2之間的導(dǎo)熱板和/或?qū)岬?彈性元件傳遞到保持框架16、17，并且從后者經(jīng)由拉桿20依次釋放熱量。
[0063]在另外的實(shí)施例變型中，可提供多于四個(gè)拉桿，例如六個(gè)或八個(gè)拉桿，以拉緊電池塊并散發(fā)熱量。
[0064]可選地，也在電池塊的情況中，拉緊也能例如通過導(dǎo)熱的緊固帶實(shí)現(xiàn)。在另外的實(shí)施例變型中，這種緊固帶可例如，但不限于，被引導(dǎo)到保持框架16、17和端板18、19的削邊
16.1,17.1,18.1,19.1 上。
[0065]此外，如圖5所示，拉桿20可通過拉桿橋20.1連接，由此熱傳遞介質(zhì)的循環(huán)能被實(shí)現(xiàn)。
[0066]附圖標(biāo)記列表:
[0067]I電池組
[0068]2電池
[0069]3冷卻板
[0070]3.1冷卻劑連接部
[0071]3.2槽
[0072]3.3冷卻管道
[0073]4導(dǎo)熱膜
[0074]5壓板
[0075]5.1槽
[0076]6前端板
[0077]7后端板
[0078]6.1,7.1片形延長(zhǎng)部分
[0079]6.2、7.2緊固卡舌
[0080]7.3槽
[0081]8緊固帶
[0082]8.1彈簧區(qū)
[0083]8.2緊固帶空腔
[0084]8.2，空腔
[0085]8.20,8.21,8.22 導(dǎo)熱元件
[0086]8.3鋸齒形焊縫
[0087]8.4夾緊范圍
[0088]16、17保持框架
[0089]16.1、17.1削邊
[0090]18、19端板[0091]18.1,19.1削邊
[0092]20拉桿
[0093]20.1拉桿橋
[0094]21螺母
[0095]22、23、24連接設(shè)備
[0096]25支柱
[0097]26控制器。`
【權(quán)利要求】
1.一種儲(chǔ)能裝置(I )，包括至少一個(gè)儲(chǔ)能電池(2)和溫度控制設(shè)備，所述至少一個(gè)儲(chǔ)能電池(2)優(yōu)選為多個(gè)儲(chǔ)能電池(2)，所述溫度控制設(shè)備用于調(diào)節(jié)所述儲(chǔ)能電池(2)的溫度或由所述儲(chǔ)能電池(2)形成的組件的溫度，并且所述儲(chǔ)能裝置包括至少一個(gè)夾緊元件(8、20)，所述夾緊元件(8、20)被設(shè)計(jì)為，通過張力提供所述儲(chǔ)能電池(2)在所述儲(chǔ)能裝置(I)的空間固定，其特征在于，所述夾緊元件(8、20)被設(shè)計(jì)為所述溫度控制設(shè)備的功能部件，并且所述夾緊元件(8、20)被設(shè)計(jì)為傳導(dǎo)熱傳遞介質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)能裝置(1)，其特征在于，所述夾緊元件(8、20)被直接連接到熱傳遞介質(zhì)回路。
3.如權(quán)利要求1或2所述的儲(chǔ)能裝置(1)，其特征在于，所述夾緊元件(8、20)包括被配置為空心桿的至少一個(gè)拉桿(20)。
4.如權(quán)利要求3所述的儲(chǔ)能裝置(1)，其特征在于，被配置為空心桿的所述拉桿(20)通到熱交換器。
5.如權(quán)利要求3或4所述的儲(chǔ)能裝置(I)，其特征在于，所述夾緊元件包括被配置為空心桿的至少一對(duì)拉桿(20)，所述至少一對(duì)拉桿(20)通過拉桿橋(20.1)被閉合為回路。
6.如權(quán)利要求3或4所述的儲(chǔ)能裝置(1)，其特征在于，被配置為空心桿的所述拉桿(20)包括被設(shè)計(jì)為前流管道和回流管道的兩個(gè)縱向腔。
7.如權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)能裝置(I)，其特征在于，所述夾緊元件包括至少一個(gè)緊固帶(8)。
8.如權(quán)利要求7所述的儲(chǔ)能裝置(1)，其特征在于，所述緊固帶(8)包括被設(shè)計(jì)為前流管道和回流管道的兩個(gè)縱向腔(8.2)。
9.如權(quán)利要求8所述的儲(chǔ)能裝置(1)，其特征在于，所述夾緊元件(8)包括通過緊固帶橋被閉合為回路的至少一對(duì)緊固帶(8 )。
10.如權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的儲(chǔ)能裝置(I)，其特征在于，所述夾緊元件(8、20)與熱交換器連接。
11.如權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)所述的儲(chǔ)能裝置(1)，其特征在于，所述夾緊元件(8,20)至少部分由導(dǎo)熱材料形成和/或所述夾緊元件(8、20)至少部分包括導(dǎo)熱層。
【文檔編號(hào)】H01M10/6552GK103620863SQ201280027396
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月4日
【發(fā)明者】詹斯·邁因斯歇爾, 蒂姆·謝弗 申請(qǐng)人:鋰電池科技有限公司