专利名称：由多个棱柱形的存储电池构成的储能模块以及用于制造储能模块的方法
技术领域：
本发明涉及一种由多个储能模块组成的供电装置所用的储能模块，特别是为机动车供电，其中，所述储能模块由多个棱柱形的存储电池组成，这些存储电池堆叠成至少一个序列、彼此相继地布置并且通过牵条被紧固在两块端板之间。另外，本发明还涉及一种用于制造这样的储能模块的方法。
背景技术：
在通常被称作电池组/蓄电池的机动车的供电装置中大多使用多个储能模块用于驱动车辆，例如电动车或者混合动力车。各储能模块典型地由多个堆叠的棱柱形存储电池组成。各个单体的存储电池包含电化学的电池组电池单元。堆叠起来的单体存储电池大部分情况下通过机械的端板和牵条被紧固构成储能模块。除了将模块彼此进行机械固定之夕卜，端板和牵条还特别用于防止运行过程中在布置于模块内部的电化学电池单元内出现的 气体压力变化导致的变形。这样的储能模块通常为了保证必要的运行温度需要进行冷却。由DE 10 2005 031 504 Al已知一种由多个存储电池组成的储能模块，其中，存储电池中的至少两个被堆叠成储能模块并且相互紧固在两个端板之间。被称为棱柱形电池组的储能模块另外还包括一个与存储电池(存储电池在那里被称为模块)导热接触的散热器。该散热器具有至少一片散热片，该散热片被构造为平行于紧固的作用力方向。由于所述至少一片散热片用作牵条，通过该散热片能够保持堆叠的存储电池相互紧固，所以不需要设置附加的牵条。所述设置方式的缺点在于下述情况棱柱形的存储电池必须具备用于散热片的相应的槽。因此特殊的、相互匹配的部件是必要的。此外，由于电气接线端被设置在存储电池的相对置的侧面上，在组装过程中使得鉴于用电安全方面的操作变得困难。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种由多个储能模块组成的供电装置用的储能模块，该储能模块可以以简单的方式制造，其中，应该可以在无需注意针对触电保护的特别保护措施的情况下实施模块的制造。另外本发明的目的是，提供一种用于制造储能模块的方法，该方法针对触电保护没有特别要求。上述目的通过依照权利要求I特征的储能模块以及通过依照专利权利要求16特征的方法得以实现。分别在从属的专利权利要求中对有益的设计进行了阐述。本发明提供一种由多个储能模块组成的供电装置用的储能模块，特别是为机动车供电，其中，该储能模块由多个棱柱形的存储电池组成，这些存储电池堆叠成至少一个序列、彼此相继地布置并且通过牵条被紧固在两块端板之间。本发明的储能模块的特征在于各个存储电池序列通过完全环绕该存储电池序列的、具有电绝缘特性的绝缘套与端板和牵条隔离，其中，所述绝缘套的电绝缘特性使得该绝缘套提供一种针对通过储能模块的所有存储电池的串联连接而获得的电压和/或针对通过储能模块的串联连接而获得的电压的触电保护。由于围绕存储电池序列设置有各一个绝缘套，本发明的储能模块在无需特别保护措施或者无需注意某些安全规则的情况下可以实施装配，通过这种方式制造效率特别高。特别是着眼于储能模块串联连接的情况，通过所述绝缘套提供了储能模块整体的高压安全性。根据一种适宜的设计，绝缘套与端板粘接在一起。因此防止了在制造过程中部件相互间的移动。这种粘接的设置在储能模块后期，例如被安装到机动车内以后，还附加地起到使得存储电池在储能模块内部的移动降低到最小的作用。这有利于本发明的储能模块耐久的功能作用。根据另一种适宜的设计，绝缘套与至少有些存储电池粘接在一起。同样通过这种方式可以防止在制造过程中部件的相互移动。另外，存储电池与绝缘套的粘接同样阻止了在运行中的储能模块内部的存储电池的移动，例如在机动车内。
另外规定为了实现存储电池彼此间的电绝缘，在处于存储电池序列内部彼此邻接的存储电池之间设置有粘合层或者胶粘薄膜或者围绕存储电池敷设的热缩塑性套管(Schrumpfschlauch)ο除了抑制部件的相互运动之外,通过这种方式还附加地设置了相邻的存储电池之间的低压绝缘保护。这一点例如即使是在存储电池的各个壳体构成存储电池的一个带电压的部件情况下也能够使存储电池直接堆叠。另外，利用粘合层或者胶粘薄膜或者围绕存储电池敷设的热缩塑性套管构成绝缘，可以实现存储电池的彼此相继的紧凑布局，这样可以提供空间最佳化的储能模块。根据另一种适宜的设计，绝缘套附加地具有绝热特性。这一点防止了与储能器相连接的冷却器的冷却能力流失到端板上。因此可以改善存储电池的冷却。此外绝缘套的绝热特性使借助焊接方法连接牵条与端板以便固定彼此相继布置的存储电池成为可能。绝缘套的绝热特性防止存储电池过热，否则过热会导致存储电池损坏。另一种有益的设计规定绝缘套由两个绝缘套半部构成，这些绝缘套半部在它们各自的、彼此面对的端部搭接。由此储能模块的装配变得更加易于实施，这是因为存储电池能够简单地-与由于内部气体压力变化造成的它们的变形无关地-置入绝缘套中。另外，通过由两个绝缘套半部构成的绝缘套可以补偿误差。另外，绝缘套半部的各自的、彼此面对的端部的搭接能够保持气隙和爬电距离(Luft-und Kriechstrecke)并且由此起着必要的电绝缘保护作用。依据存储电池序列的存储电池的数量和/或厚度来选择所述搭接的长度，从而，即使在最不利的状态下-即所有的存储电池都由于气体压力变化产生最大变形-装配也得以保障，以便在以后为了形成固定而施加力的时候使搭接的端部能够移动。如果在最不利的状态下这样的搭接没有得到保障的话，那么彼此面对的端部在为了固定而施加力时可能会相互顶撞并且阻碍相互之间的相对移动。在这种情况下，各个存储电池序列也许不会被无间隙地置入端板之间。存储电池序列的厚度此处是指沿紧固的作用力方向延伸的长度。出于成本和制造原因，如果绝缘套半部被构造成通用件(Gleichteil)的话则是有益的。首先，由于单体部件的件数数量较大因此产生成本优势。其次，在单体部件组装时不必注意绝缘套的哪个部分必须装到哪个部位上。在本发明的另一个设计中，储能模块的存储电池通过一个电池接触单元相互串联连接和/或并联连接，其中电池接触单元包括一个支架，在该支架上设置有多个电池连接件，通过这些电池连接件存储电池的第一极性的相应连接端子与相邻的存储电池的第二极性的相应连接端子电连接，因此可以在电池接触单元的两个连接触点之间分接出储能模块的总电压，该总电压大于单体存储电池的电压，然而名义上处于触电保护极限以下。优选电池接触单元通过一个电绝缘的防护罩作为触电保护被遮盖。如果在电池组中多个储能模块相互串联连接的话，那么在连接触点处完全可以产生一个与共同的位能例如质量相关的电压，该电压在触电保护极限之上并且是单体储能模块的总电压的数倍。绝缘套鉴于其绝缘特性被如此构造，即它针对这样一个电压也形成触电保护。在另一个设计中，存储电池各具有两个连接端子，所述连接端子被共同布置在相应存储电池的正面上，其中，所有存储电池的正面在这些存储电池被紧固于储能模块中时都是布置在一个平面内。由此，在唯一一个制造步骤中借助电池接触单元就能简单地使储能模块的所有存储电池电气连接(Elektrifizierung)。
优选地，存储电池的与正面平行布置并且没有连接端子的相应背面与冷却装置耦接。存储电池的这种构成允许冷却与供电在功能上分离，通过这种方式形成储能模块的简单且成本低的构造。另外，通过这样的功能上的分离也简化了储能模块的制造。本发明的储能模块可以具有两个或者更多的存储电池序列，这些存储电池序列特别是并排地、即与所述存储电池序列的延伸成横向地布置在储能模块内。此外，为了保证在储能模块的整个宽度上的均匀膨胀，沿紧固的作用力方向相互平行布置的牵条具有不同的厚度。为了提供紧固的作用力，优选牵条与端板被相互焊接在一起。焊接方法是汽车技术领域内的可靠的连接工艺。特别是，通过这样的连接可以保证耐久的固定，该连接可以快速形成并且可以再现加工。此外，焊接连接就是耐久连接，该连接可以在储能模块的使用寿命期间保持所述紧固作用。在储能模块的另一个具体的设计中，牵条具有与端板的高度相匹配的高度。因此保证了绝缘套与存储电池的更加可靠的机械接触。同时牵条构成存储电池或者存储电池序列的“外壳”的一部分，通过这种方式简化了装配。通过绝缘套形成触电保护。另外，本发明提供一种用于制造储能模块的方法，该储能模块用于由多个储能模块(I)组成的供电装置，特别是为机动车供电，其中，所述储能模块(I)由多个棱柱形的存储电池组成，这些存储电池堆叠成至少一个序列、彼此相继地布置并且通过牵条被紧固在两块端板之间。该方法包括如下步骤a)将至少两块特别是板状的牵条以机械方式固定在第一端板上，使得每个存储电池序列都能设置在两块沿紧固的作用力方向平行延伸的牵条之间；b)为每个存储电池序列提供一个具有电绝缘特性的绝缘套,其中所述绝缘套的电绝缘特性使得该绝缘套提供一种针对通过储能模块的所有存储电池的串联连接而获得的电压的和/或针对通过储能模块(I)的串联连接而获得的电压的触电保护；c)将各个绝缘套如此地定位在两块牵条之间，即这个绝缘套与端板邻接；d)在各个绝缘套内顺次定位预定数量的存储电池，使存储电池以其相应的主平面彼此相邻接并且以其相对的端面与绝缘套相邻接；e)为了将各个存储电池序列的存储电池紧固在端板之间，将牵条以机械方式固定在第二端板上；f)建立电连接，这样可以在储能模块的两个连接触点之间分接出储能模块的总电压，该总电压大于单体存储电池(10)的电压，然而名义上处于触电保护极限以下。如果在电池组中多个储能模块相互串联连接的话，那么在连接触点上完全可以产生一个与共同的位能例如质量相关的电压，该电压在触电保护极限之上并且为单体储能模块的总电压的数倍。绝缘套鉴于其绝缘特性被如此构造，即它针对这样一个电压也构成触电保护。由于最大产生的电压都是处于触电保护极限以下，所以在本发明的方法中要实施的步骤可以在针对存在的电压无特别保护措施的情况下实施。为了保证绝缘套不会相对端板滑移以及因此这些端板可能成为带电压的，另外规定至少在绝缘套面对端板的侧面上涂覆一种粘合剂，以使该绝缘套与第一和第二端板粘接。 在本发明的方法的另一个发展设计中，存储电池各具有两个连接端子，这些连接端子被共同布置在各个存储电池的正面上，其中，在步骤d)中对所述数量的这些存储电池如此地进行定位使各存储电池的正面处在一个平面内。这样可以使连接端子的电接触更加简单。优选地，在存储电池的平行于正面布置的且不具有连接端子的相应背面上安装用于连接至冷却装置的导热板，其中，该导热板通过导热粘合剂与存储电池的背面相连接。由于存储电池的正面被如此定位，即这些正面处于一个平面内，所以背面由于制造误差之故而处于不同的平面内。尽管如此为了保证与冷却装置的良好连接，通过导热粘合剂实现一种误差补偿。在另一种适宜的设计中，步骤f)包括使电池接触单元与储能模块的所有存储电池的连接端子材料接合地相连接，其中，电池接触单元包括一个支架，在该支架上设置有多个电池连接件，通过这些电池连接件，一个存储电池的第一极性的相应连接端子与相邻的存储电池的第二极性的相应连接端子电连接，从而在电池接触单元的两个连接触点之间可以分接出储能模块的总电压，该总电压大于单体存储电池(10)的电压，然而名义上处于触电保护极限以下。由于电池接触单元只需一次定向对准所有存储电池的连接端子，各个连接端子就可以实现与电池连接件的材料接合的连接，所以可以特别简单和高效率地通过电池接触单元构成所有电气连接。在电池接触单元与所有存储电池的连接端子材料接合地连接之后，该电池接触单元用电绝缘的盖作为触电保护加以遮盖。因此，在本发明的储能模块制造的框架内与带电压部件的触碰仅仅在电池接触单元的连接触点上还是可能的，其中，在这种情况下存在的电压名义上在触电保护极限以下，这样就没有必要为实施装配的工作人员实施其他的保护措施。在另一种有益的设计中，至少一个储能模块被置入一个电池外壳中并且与该电池外壳机械连接以及接通至特别是机动车的供电装置。由于在此要实施的作业过程中可能会产生触电保护极限之上的电压，所以只有这个最后的步骤必须由经过专门培训过的专业人员来实施。
下文将参照附图进一步阐述本发明。附图中图I为制造本发明的储能模块的第一个步骤；图2为制造本发明的储能模块的第二个步骤；图3为制造本发明的储能模块的第三个步骤；图4为制造本发明的储能模块的第四个步骤；图5为制造本发明的储能模块的第五个步骤；图6为制造本发明的储能模块的第六个步骤； 图7为制造本发明的储能模块的第七个步骤；图8为制造本发明的储能模块的第八个步骤；图9为根据本发明制造的储能模块，其存储电池还没有被相互电连接；图10为本发明的储能模块的电气连接的第九个步骤；图11为已经被电气连接的本发明的储能模块；图12为将控制单元安装在本发明的储能模块上的步骤图13为被置入到供电装置外壳内的储能模块。
具体实施例方式在图I中可以看到储能模块I的单体棱柱形的存储电池10的透视图，该储能模块的总体将在稍后示出。存储电池10典型地包括一块或者多块单体的电化学电池单元，该电池单元在此处所选择的视图中位于存储电池10的内部而看不到。存储电池10在正面13上具有第一极性的连接端子11和第二极性的连接端子12。在视图中未被示出的该存储电池10的背面14上没有设置连接端子。连接端子11、12之一，典型的情况下为存储电池的正极，可以与存储电池10的外壳电连接。由于在本发明的储能模块I内多个存储电池10至少堆叠成一个序列、彼此相继地布置，所以至少相对置的主平面15、16设置有电绝缘材料。在图I中所示出的实施例中，胶粘薄膜20被贴覆在主平面15、16上。同样可以考虑使用被贴覆在设置有粘合剂的主平面15、16上的热缩塑性套管。胶粘薄膜20或者所述可选措施只需形成一个低压绝缘，以便形成与存储电池序列的相邻的存储电池的绝缘。由于在制造本发明的储能模块的过程中在操作单体存储电池时不需要高压安全保护，所以具有10至15V的绝缘能力的话，就是充分的。在高于所谓的触电保护极限时高压安全保护是必需的，该触电保护极限在直流电的情况下根据ISO 6469-3或者DIN EN1987-3为60V。由于直接接触对于人来说是没有危险的，在低于这个触电保护极限的情况下无需绝缘。为了使人员免受所有由于接触带电压部分而产生的危险，在高于这个触电保护极限的情况下需要绝缘。另外在视图中存储电池10的相对置的端面被标注有附图标记17和18。如在图7或9中可以看到的那样，在本发明的储能模块中，存储电池10被布置在仅仅例如两个存储电池序列60、61中。在实施例中使用端板和牵条对堆叠在序列中的存储电池进行固定。在图2的透视图中示出夹紧装置的一个中间部件，在该中间部件中也被称为压板的端板30与三块构造平坦的牵条(牵板)40、41、42被焊接或者已经焊接在一起。牵条40、41、42平行延伸并且如此地相互间隔，即分别形成一个用于各个存储电池序列60、61的容纳区域47、48。因此每个存储电池序列的侧面都由两个牵条40、41或者41、42包围。牵条40、42分别具有一个凸起部43、45，该凸起部被布置在牵条的纵向延伸的大约中间位置。另外在牵条42上设置有四个连接板46，控制装置95可以被固定在这些连接板上。牵条41被构造得比牵条40、42厚。例如牵条40、42具有的厚度为2mm和牵条43具有的厚度为3_。通过这种方式，当存储电池在两个存储电池序列中由于在该存储电池运行中产生的气体压力变化而发生变形时，保证了储能模块平行于紧固作用力方向(即沿牵条40、41、42的延伸方向)均匀延伸。端板30在其相对置的端部分别具有一个基座31、32。基座31、32中的每一个都设置有一个开口或者孔33、34。成品储能模块通过基座31、32以及同样被设置在另外的端板(未在图2中示出)上的基座被固定在供电装置的外壳内，特别是机动车供电装置。例如可以通过销栓和/或螺钉实施所述固定。作为牵条40、41、42和端板30之间的连接，焊接在汽车技术领域是一种快速、可靠 和稳定的连接方法。原则上图2中所示的部件的机械连接的形成也可以采取可选的方法实施，例如通过螺栓连接或者任意一种其他的形状配合连接或者力配合连接。为了焊接连接，牵条40、42以其端面齐平地与端板30贴靠并被焊接，而在其两个相对置的端部区域内分别具有形成各个贯穿连接板的一个槽44的牵条41被插入端板30的相应的空隙49内并且然后从另一侧被焊接。在下一个步骤中，绝缘套50、55被定位在准备完毕的夹紧装置的容纳区域47、48中。该绝缘套50、55的任务在于形成高压绝缘。各个绝缘套50、55的电绝缘特性使得这些绝缘套针对由于储能模块的所有存储电池的串联连接而获得的电压提供一种触电保护。在连接触点上获得的储能模块的这个总电压虽然大于单体存储电池的电压，然而名义上在触电保护极限以下。可是这个电压也可能在触电保护极限之上，也就是在一个电池组内含有的储能模块相互串联连接的情况下。在这种情况中通过所述绝缘套50、55形成对进行装配的装配人员的保护。在多个串联连接的储能模块的情况下一个储能模块上存在的、与共同的位能例如质量相关的电压可以完全是单体储能模块的总电压的数倍，在最不利的情况下这个电压相当于单体储能模块的总电压与串联连接的储能模块的数量的乘积。如果没有绝缘套的话，这个电压例如会存在于由端板30、35和牵条40、41、42所构成的压框上。因此设置绝缘套50、55的目的是为了使压框成为电绝缘的。优选绝缘套50、55还具有绝热特性。通过这种方式一方面可以防止在成品储能模块中冷却能力流失到端板上。这样冷却能力完全有益地作用于储能模块的存储电池。另外，在将端板35通过焊接固定在牵条40、41、42上的过程中还防止了存储电池过热以及由此受损。每个绝缘套50、55由两个绝缘套半部51、52或者56、57构成。这些绝缘套半部51、52、56、57优选被构造成通用件。在这种情况下，配属的绝缘套半部51、52或者56、57的平行延伸的侧边被彼此如下地布置，即这些侧边在它们各自彼此面对的端部搭接。在图3中该搭接被标注附图标记53或者58。该搭接一方面用作保持气隙和爬电距离。另一方面，在存储电池序列的所有存储电池10被置入各自的容纳区域内之后，这些搭接使储能模块的固定变得容易。搭接53或者58通过绝缘套半部51、52或者56、57的侧边中之一的部段交错得以实现。通过这种方式，当借助第二端板35实施固定时，配属的绝缘套半部51、52或者56、57可以容易地相互移动。搭接53、58的长度与存储电池序列的存储电池的数量和/或厚度相关地进行选择。就此而言，存储电池的厚度是指存储电池沿紧固的作用力方向，即牵条的延伸方向延伸的长度。由于化学上已经活化的存储电池出于在内部产生的压力在无预加应力的情况下产生膨胀，该存储电池可能会有隆起。该隆起典型地为存储电池厚度的最大5%。因此根据被布置在一个存储电池序列内的存储电池的数量，包括所有存储电池的最大可能的隆起在内来确定依然可以相互移动的绝缘套半部56、57的搭接尺寸，这样在紧固时可以使绝缘套半部56、57相对运动。在将绝缘套50、55置入各自的容纳区域47、48中之前，这些绝缘套在两侧上，即朝向端板或者这些端板30、35侧以及它们朝向两个最外端的存储电池的主平面的内侧面上被涂覆胶粘剂。这种粘接使部件在装配过程中的相互移动降低到最小程度。另外，这种粘接在成品储能模块I中起到如下作用部件在机动车内的装配状态中不会再产生移动。特 别是通过这种方式沿机动车的Z-方向，即竖轴方向的移动被降低到最小程度。从图3的透视图中另外可以看到，凸起部45-以及还有在附图中看不到的凸起部43-位于搭接58或者53的区域内并且在装配过程中和在运行过程中保证更好的机械稳定性。在绝缘套50、55置入图2的中间部件内之后，通过由槽44 (未示出)构成的贯穿连接板被插入穿过端板35的相应的空隙49'，所述端板35被松动地预置在中间的牵条41上。在进一步的制造过程中，现在第一存储电池10被定位在容纳区域47、48之一中。在这种情况下首先如下地实施该定位，即背面14在此过程中指向上方。如从图5中可以看到的那样，存储电池10首先顺次置入容纳区域48以及接着被置入容纳区域47，或者反过来。与此同时背面14分别面向观察者或者装配人员。在本实施例中存储电池序列61具有六个被彼此相继布置的存储电池10。以同样的方式被置入容纳区域47内的存储电池序列60同样具有六个存储电池10，而这在图5中还是看不出来的。原则上储能模块可以具有不同数量的彼此相继布置的存储电池10。同样并排布置的存储电池序列的数量也可以变化。如果将绝缘的和非绝缘的存储电池10交错地彼此相继地布置在存储电池序列中的话，有益于使储能模块I的结构空间最佳化。这就意味着一个存储电池具有在图I中示出的胶粘薄膜20，而布置在其旁边的存储电池10却没有等等。在附图中所示出的、共具有十二个存储电池的实施例中，该存储电池以各六个存储电池被布置在两个序列中，因此总共有六个存储电池两侧通过图I中所示出的胶粘薄膜20被绝缘。图6示出的是储能模块，在该储能模块中，存储电池序列60以所述方式被布置在容纳区域47内。在这种情况下，总共十二个存储电池的定位和定向如下具有连接端子的正面(在图6中无法看到)被布置在一个平面内。如在图7中所示出的那样，然后对端板30、35施加一个预定的力F，通过该力消除存储电池10的隆起。然后将牵条40、41、42与端板35焊接在一起(附图标记65)。通过该紧固而防止了存储电池10的再次膨胀，由此提高了单体存储电池的性能和使用寿命。
存储电池10的冷却连接通过其背面14得以实施。由于单体存储电池10的制造误差的原因，存储电池10的背面14可能会不在一个平面内。为了这个目的导热粘合剂71被涂覆在导热板70上(参见图8)。导热板70通过导热粘合剂71与存储电池10的背面14粘接在一起。与此同时通过导热粘合剂71背面14的不同高度得到平衡补偿。为了确保全部存储电池10通过导热粘合剂与导热板和冷却装置相连接 ，可以与确定的高度误差相关地对导热粘合剂的用量符合需要地进行控制。实际上如果导热板70与存储电池10的背面14之间的O. 2至O. 6_范围内的间距通过导热粘合剂71能够得到平衡补偿的话就足够了。如在图8中示意性地示出的那样，涂覆有导热粘合剂71的导热板70以一个事先限定的力F被压紧在存储电池10的背面14上。在图9中示出的是设置有导热板70的储能模块I的正面的透视图。同时可以再次看到两个存储电池序列60、61具有各六个存储电池10。另外还可以看到在存储电池序列60、61中相互邻接地存储电池10彼此被如下定位，即一个存储电池10的第一极性的连接端子11与相邻的存储电池10的第二极性的连接端子12相邻。如已经述及的那样，储能模块I的所有存储电池10的全部连接端子11、12同时处在一个共同的平面内。图10示出的是下一个制造步骤，根据该制造步骤一个电池接触单元80与储能模块I的所有存储电池10的连接端子11、12相连接。电池接触单元80包括一个支架81，在该支架上固定有一定数目的电池连接件82。另外，电池接触单元80包括两个连接触点83、84，在它们之间可以获得储能模块I的总电压。该总电压大于单体存储电池的电压，然而名义上在触电保护极限以下。如果此后在电池组内多个储能模块彼此串联连接起来的话，那么在连接触点83、84上绝对存在一个电压，该电压相当于一个单体储能模块的总电压的数倍。连接触点83、84和86被构造成插头触点。连接触点86用作与在进一步的制造步骤中被安装的控制装置95的连接。电池接触单元80首先被定位在储能模块I的上方。然后使用激光焊接机85将电池连接件82与各个连接端子11、12材料接合地相连接。由于装配人员可能会意外触电的所有电压都低于触电保护极限，所以所有到目前为止所描述的制造步骤都能够在没有针对电压的特别保护措施的情况下予以实施。因此到这个时间点的装配可以成本低廉地由未特别受过电学方面训练的专业人员实施。在一个进一步的、在图11中示出的步骤中，盖90作为触电保护被安装在电池接触单元80上。这样电触点接通就只能通过连接触点83、84才有可能。根据图12，已经述及的控制装置95被固定在构造在牵条42上的连接板46上并且与连接触点86电连接。该控制装置用作对存储电池10的温度监控。另外，控制装置为了监控存储电池10还与各个储存器分接头(无法看到)相连接。图13最终示出的是成品储能模块1，该储能模块被置入例如机动车的供电装置，即电池组的外壳100内。在这种情况下，在外壳100的底部102上设置有多个螺栓101。为了装配和机械固定储能模块1，螺栓101被插入穿过基座31、32的开口 33、34以及基座36、37的开口 38、39。螺栓101例如在其端部设置有螺纹，这样可以通过旋在螺栓上的螺母拧紧105基座。在外壳100内可以以所述的方式布置多个按照本发明制造的储能模块I。通过各个连接触点83、84实施储能模块I的电连接。优选储能模块相互串联连接。由于在相互连接这些模块的作业过程中会产生触电保护极限以上的电压，所以这些步骤必须由受过特别训练的电气专家实施。绝缘套在其绝缘特性方面是如此构造的，S卩，它们一方面提供针对通过储能模块的所有存储电池的串联连接而获得的电压的触电保护。另一方面，它们提供针对通过一个 电池组中包含的储能模块的串联连接而获得的电压的触电保护，以及由此提供针对通过一个电池组中包含的所有存储电池的串联连接而获得的电压的触电保护。
权利要求
1.由多个储能模块(I)组成的供电装置(100)所用的储能模块(1)，特别是为机动车供电，其中，所述储能模块(I)由多个棱柱形的存储电池(10)组成，这些存储电池堆叠成至少一个序列(60，61)、彼此相继地布置并且通过牵条(40，41，42 )被紧固在两块端板(30，35 )之间，其特征在于各个存储电池序列(60，61)通过完全环绕该存储电池序列(60，61)的、具有电绝缘特性的绝缘套(50，55)与端板(30，35)和牵条(40，41，42)隔离，其中，所述绝缘套(50，55)的电绝缘特性使得该绝缘套提供一种针对通过储能模块的所有存储电池(10)的串联连接而获得的电压和/或针对通过储能模块(I)的串联连接而获得的电压的触电保护。
2.如权利要求I所述的储能模块，其特征在于所述绝缘套(50，55)与所述端板(30，35)粘接在一起。
3.如权利要求I或2所述的储能模块，其特征在于所述绝缘套(50，55)与至少有些存储电池(10)是粘接在一起的。
4.如前述权利要求之任一项所述的储能模块，其特征在于在存储电池序列(60，61)中相互邻接的存储电池(10)之间为了实现存储电池(10)彼此间的电绝缘而设置有胶合层或者胶粘薄膜或者围绕存储电池敷设的热缩塑性套管。
5.如前述权利要求之任一项所述的储能模块，其特征在于所述绝缘套(50，55)具有绝热特性。
6.如前述权利要求之任一项所述的储能模块，其特征在于所述绝缘套(50，55)由两个绝缘套半部(51，52 ;56，57)构成，这些绝缘套半部在它们各自的、彼此面对的端部处搭接。
7.如权利要求6所述的储能模块，其特征在于所述搭接的长度是依据存储电池序列(60，61)的存储电池(10)的数量和/或厚度选择的。
8.如权利要求6或7所述的储能模块，其特征在于绝缘套半部(51，52;56，57)构成为通用件。
9.如前述权利要求之任一项所述的储能模块，其特征在于储能模块的各存储电池(10)通过电池接触单元(80)相互串联和/或并联地电连接，其中，所述电池接触单元(80)包括支架(81)，在该支架上设置有多个电池连接件(82)，通过这些电池连接件，存储电池的第一极性的相应连接端子与相邻存储电池的第二极性的相应连接端子电连接，从而在电池接触单元(80 )的两个连接触点之间能够分接出储能模块的总电压，该总电压大于一个单体存储电池(10)的电压，然而名义上处于触电保护极限以下。
10.如权利要求9所述的储能模块，其特征在于所述电池接触单元(80)用电绝缘的盖(90)作为触电保护加以遮盖。
11.如前述权利要求之任一项所述的储能模块，其特征在于各存储电池(10)分别具有两个连接端子，所述连接端子共同布置在相应存储电池的正面上，其中，所有存储电池(10)的正面在这些存储电池被紧固于储能模块中时都是布置在一个平面内。
12.如权利要求11所述的储能模块，其特征在于存储电池(10)的与所述正面平行布置并且没有连接端子的相应背面与冷却装置耦接。
13.如前述权利要求之任一项所述的储能模块，其特征在于该储能模块具有多个、特别是两个并排布置的存储电池序列，其中，沿紧固的作用力方向彼此平行布置的牵条(40，.41，42)具有不同的厚度。
14.如前述权利要求之任一项所述的储能模块，其特征在于所述牵条(40，41，42)和所述端板(30，35)为了提供紧固的作用力而相互焊接在一起。
15.如前述权利要求之任一项所述的储能模块，其特征在于所述牵条(40，41，42)具有与所述端板(30，35)的高度相匹配的高度。
16.用于制造储能模块(I)的方法，该储能模块用于由多个储能模块(I)组成的供电装置(100)，特别是为机动车供电，其中，所述储能模块(I)由多个棱柱形的存储电池(10)组成，这些存储电池堆叠成至少一个序列(60，61)、彼此相继地布置并且通过牵条(40，41，.42)被紧固在两块端板(30，35)之间，该方法包括如下步骤 a)将至少两块特别是板状的牵条(40，41，42)以机械方式固定在第一端板(30，35)上，使得每个存储电池序列都能设置在两块沿紧固的作用力方向平行延伸的牵条(40，41，42)之间； b)为每个存储电池序列(60，61)提供一个具有电绝缘特性的绝缘套(50，55)，其中，所述绝缘套(50，55)的电绝缘特性使得该绝缘套提供一种针对通过储能模块的所有存储电池(10 )的串联连接而获得的电压和/或针对通过储能模块(I)的串联连接而获得的电压的触电保护； c )将各个绝缘套(50，55 )如此地定位在两个牵条(40，41，42 )之间，S卩，使该绝缘套与端板(30，35)邻接； d)在各个绝缘套(50，55 )内部顺次定位预定数量的存储电池(10 )，使存储电池(10 )以其相应的主平面(15，16)彼此相邻接并且以其相对置的端面与绝缘套(50，55)相邻接； e )将牵条(40，41，42 )以机械方式固定在第二端板(30，35 )上，以便将各个存储电池序列(60，61)的存储电池(10 )紧固在各端板之间； f )建立电连接，从而能够在储能模块的两个连接触点之间分接出储能模块的总电压，该总电压大于一个单体存储电池(10)的电压，然而名义上处于触电保护极限以下。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于至少在绝缘套(50，55)的面向端板(30，35)的侧面上涂覆粘合剂，以便将该绝缘套与第一和第二端板(30，35)粘接。
18.如权利要求16或17所述的方法，其特征在于各存储电池(10)分别具有两个连接端子，所述连接端子共同布置在相应存储电池的正面上，其中，在步骤d)中如此地定位所述数量的这些存储电池(10 )，S卩，使各存储电池(10 )的正面处于一个平面内。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于在存储电池(10)的平行于正面布置的并且不具有连接端子的相应背面上安装用于连接至冷却装置的导热板，其中，该导热板通过导热粘合剂与所述存储电池(10)的背面相连接。
20.如权利要求16至19之任一项所述的方法，其特征在于步骤f)包括将电池接触单元(80)与储能模块的所有存储电池(10)的连接端子材料接合地相连接，其中，所述电池接触单元(80 )包括支架(81)，在该支架上设置有多个电池连接件(82 )，通过这些电池连接件，存储电池的第一极性的相应连接端子与相邻存储电池的第二极性的相应连接端子电连接，从而在电池接触单元(80)的两个连接触点之间能够分接出储能模块的总电压，该总电压大于一个单体存储电池(10)的电压，然而名义上处于触电保护极限以下。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于用电绝缘的盖(90)作为触电保护遮盖住所述电池接触单元(80 )。
22.如权利要求16至21之任一项所述的方法，其特征在于将至少一个储能模块置入一储存器外壳内并与该储存器外壳机械连接以及接通至供电装置、特别是机动车的供电装置。
全文摘要
本发明涉及一种由多个储能模块(1)组成的供电装置所用的储能模块(1)，特别是为机动车供电，储能模块(1)由多个棱柱形的存储电池(10)组成，这些存储电池堆叠成至少一个序列(60，61)、彼此相继地布置并且通过牵条(40，41，42)被紧固在两块端板(30，35)之间。本发明的储能模块的特征在于各个存储电池序列(60，61)通过完全环绕该存储电池序列(60，61)的、具有电绝缘特性的绝缘套(50，55)与端板(30，35)和牵条(40，41，42)隔离。绝缘套(50，55)的电绝缘特性使得该绝缘套提供一种针对通过储能模块的所有存储电池(10)的串联连接而获得的电压和/或针对通过储能模块(1)的串联连接而获得的电压的触电保护。
文档编号H01M2/10GK102782896SQ201180012650
公开日2012年11月14日 申请日期2011年4月27日 优先权日2010年5月11日
发明者G·韦斯莱, H·格斯曼, R·勒夫勒, R·卢斯蒂希, S·平特, S·魏莱德 申请人:宝马股份公司