储能模块和其制造方法及纤维复合材料用以其制造的应用技术

本发明专利技术涉及储能模块和其制造方法及纤维复合材料用以其制造的应用。在此提供一种用于供电装置的储能模块(1)，特别是为机动车供电，该储能模块包括多个特别是棱柱形的存储电池(40)，这些存储电池至少成一个序列(50)堆叠、彼此相继地布置并且通过至少一个牵条(20，25)或者一个包缠层(81)被紧固在至少两个端板(30)之间，其中，所述端板(30)中的至少一个具有包括至少三层(11，12，13)的层结构(10)和/或所述牵条(20，25)由纤维复合材料构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】储能模块和其制造方法及纤维复合材料用以其制造的应用
本专利技术涉及储能模块和其制造方法及纤维复合材料用以其制造的应用。在此提供一种用于供电装置的储能模块，特别是为机动车供电，该储能模块由多个特别是棱柱形的存储电池组成，这些存储电池至少成一个序列堆叠、彼此相继地布置并且通过至少一个牵条或者一个包缠层被紧固在至少两个端板之间。此外，本专利技术还涉及一种用以制造储能模块的方法。
技术介绍
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。同时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外，端板和牵条还特别用于防止在布置于模块内部的储能模块的电化学电池单元的运行过程中的气体压力的变化或者升高导致的变形。传统的储能模块的端板和牵条通常通过挤压法由钢材或者铝材制成。在这种情况下，这种所谓的挤压型材的制造与高制造技术费用和由此导致的高成本是分不开的。因此不能大规模经济地生产储能模块所用的挤压型材。另外，储能模块所用的传统的挤压型材还具有如下缺点：由于所使用材料的材料特性的原因它们具有较大的重量，这对机动车的总重量产生不利影响。另外，构成挤压型材的材料，也就是通常为钢材或者铝材，是导电的，这样为了防止存储电池之间的电连接，在各个存储电池与夹紧装置之间需要一个绝缘层。设置这样的绝缘层是费用很高的并且增加了储能模块的制造费用以及因此增加了储能模块的制造成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种用于供电装置的经济的储能模块，该储能模块能够以简单的方式制造并且除了很好的稳定性之外具有很小的自重。另外，本专利技术的目的是，提供一种用以制造储能模块的方法，该方法需要很小的制造技术费用并且该方法另外允许简单而经济地制造储能模块。为此，本专利技术提供一种用于供电装置的储能模块，该储能模块包括多个存储电池，这些存储电池至少成一个序列堆叠、彼此相继地布置并且通过至少一个牵条被紧固在至少两个端板之间，其中，所述端板中的至少一个具有包括至少三层的层结构，其特征在于，所述牵条由纤维复合材料构成，所述端板是五层的端板，其中所述端板的内层由含有短纤维的热塑性塑料压铸材料构成，第一外层和第二外层为具有穿孔的金属片，位于更外侧的第三外层和第四外层由构成内层的相同的热塑性材料构成。相应地，本专利技术提供一种用以制造储能模块的方法，该储能模块用于供电装置，所述储能模块包括多个存储电池，这些存储电池堆叠成至少一个序列、彼此相继地布置，其特征在于下述步骤：-准备包括五层的端板和牵条，其中所述端板的内层由含有短纤维的热塑性塑料压铸材料构成，第一外层和第二外层为具有穿孔的金属片，位于更外侧的第三外层和第四外层由构成内层的相同的热塑性材料构成，以及所述牵条由纤维复合材料构成，-在成序列堆叠的存储电池中的位于末端的存储电池的相应端面上分别安装至少一个端板，和-通过至少一个牵条对所述端板进行紧固。相应地，本专利技术还提供一种纤维复合材料的应用，用以制造用于供电装置的储能模块所用的五层的端板和牵条，其中所述端板的内层由含有短纤维的热塑性塑料压铸材料构成，第一外层和第二外层为具有穿孔的金属片，位于更外侧的第三外层和第四外层由构成内层的相同的热塑性材料构成。因此上述目的通过一种用于供电装置的储能模块得以实现，特别是为机动车供电，该储能模块包括多个特别是棱柱形的存储电池，这些存储电池至少成一个序列堆叠、彼此相继地布置并且通过至少一个牵条或者一个包缠层被紧固在至少两个端板(也被称为压板)之间。同时端板中的至少一个具有包括至少三层的层结构和/或牵条由纤维复合材料构成。通常在堆叠在末端的电池单元的相应端面上分别安置一块端板，因而储能模块包括两个端板。不过端板也可以由多块单板构成，其中，根据本专利技术于是这些单板中的至少一块具有一种包括至少三层的层结构和/或所述牵条由纤维复合材料构成。如果本专利技术的储能模块的端板具有一种层结构的话，那么这个层结构包括至少三层，通过这种方式保证了端板防止压力变形的充分的稳定性。可以设置另一些其他的层。各层可以由不同材料构成，这些材料包括金属和合金，诸如钢材以及还有塑料，其中各层可以全部或者部分地由相同的材料或者分别由不同的材料构成。适合的材料能够相互结合，必要时借助固定元件或者具有粘性的成分相互结合。这样的层结构与传统的挤压型材相比具有如下优点：能够根据要求有针对性地调节端板的稳定性并且此外有效地降低了端板的自重和因此储能模块的自重。这种端板的制造费用也很低，由此不但降低了对本专利技术的储能模块在技术上和在企业管理上的要求，而且还降低了储能模块的制造成本以及因此降低了储能模块的成本。在本专利技术的储能模块的设计的层结构的情况中，还可以通过传统的、特别是构造成牵条形式的牵拉元件实施紧固。本专利技术的储能模块的端板可以通过至少一个牵拉元件、特别是牵条或者包缠层被紧固。牵拉元件的数量和外形取决于其具体的形状。根据必要的稳定性可以设置一个或者例如多个牵条，这些牵条使安置在外侧存储电池的正面上的端板相互连接(紧固)。同时这样的牵条可以由金属构成，诸如钢材或者铝材，并且具有一个允许对存储电池模块包括存储电池和端板进行持久连接和紧固的形状。根据本专利技术，牵拉元件可以构造成牵条，但是该牵条也可以有益地由纤维复合材料构成。这一点特别是在传统的材料，包括挤压型材被用作端板时最为适合。纤维复合材料在现有技术中是众所周知的。它们通常包括母体材料以及相应的纤维，其中所述纤维大多数情况下均质地分布在母体材料内，这非常有助于纤维复合材料的稳定性。由于母体材料相对传统的金属材料的较轻的自重，使用由纤维复合材料构成的牵条降低了储能模块的重量并且因此提高了本专利技术的储能模块对于例如轻型结构的机动车的适宜性。如果没有设置用于紧固存储电池和端板的牵条的话，那么可以通过一个包缠层实施这样的紧固。本专利技术意义上的包缠层是一种利用合适的材料将存储电池模块包裹起来的方式，所述材料使存储电池组与端板之间稳固连接，从而使储能模块能满足必要的稳定性要求，就是说防止在存储电池运行过程中由该存储电池内部的压力变化导致的变形。这样的包缠层例如可以构造成金属带、纤维材料或者线材。传统的其他部件诸如电池单元和/或存储电池与夹紧元件之间的电气接头和绝缘体能够使本专利技术的储能模块更加完善。在有益的构造中规定：储能模块的两个端板具有包括至少三层的层结构。由此使本专利技术的储能模块的重量降低达数倍。通过这种方式本专利技术的储能模块的制造费用以及因此成本也得以降低。在另一个优选的构造中规定：端板的层结构是一种夹层结构，该夹层结构包括第一和第二外层以及至少一个内层，其中第一和第二外层将内层包围以及至少一个外层或者至少一个内层由纤维复合材料构成。如已经述及的那样，纤维复合材料在现有技术中是众所周知的。通过将纤维复合材料用于本专利技术的储能模块的至少三层的端板中的至少一层内，由于纤维复合材料的很轻的自重的原因可以在端板的稳定性保持良好不变或者甚至更好的情况下降低端板的重量以及因此降低本专利技术的储能模块的重量。如果本专利技术的储能模块用于轻型结构的机动车的话，这一点是特别有利的。例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.27 DE 10201107658321.用于供电装置的储能模块，该储能模块包括多个存储电池(40)，这些存储电池至少成一个序列(50)堆叠、彼此相继地布置并且通过至少一个牵条(20，25)被紧固在至少两个端板(30)之间，其中，所述端板(30)中的至少一个具有包括至少三层(11，12，13)的层结构(10)，其特征在于，所述牵条(20，25)由纤维复合材料构成，所述端板是五层的端板(30)，其中所述端板的内层(13)由含有短纤维的热塑性塑料压铸材料构成，第一外层(11)和第二外层(12)为具有穿孔的金属片，位于更外侧的第三外层(13a)和第四外层(13b)由构成内层的相同的热塑性材料构成。2.如权利要求1所述的储能模块，其特征在于：两个端板(30)都具有包括五层的层结构(10)。3.如权利要求1或2所述的储能模块，其特征在于：所述纤维复合材料包括带有纤维的热塑性母体或者带有纤维的热固性母体。4.如权利要求1或2所述的储能模块，其特征在于：所述纤维选自玻璃纤维、碳纤维、矿物纤维、植物纤维、陶瓷纤维、钢纤维或者塑料纤维。5.如权利要求1或2所述的储能模块，其特征在于：所述纤维为单向纤维。6.如权利要求1或2所述的储能模块，其特征在于：所述端板(30)和/或所述牵条(20，25)具有至少一个固定元件。7.如权利要求1或2所述的储能模块，其特征在于：所述端板(30)和/或所述牵条(20，25)具有至少一个底部固定元件。8.如权利要求1或2所述的储能模块，其特征在于：所述端板(30)与所述牵条(20，25)螺栓连接地和/或镦压地和/或焊接地和/或借助至少一个夹子(24)和/或借助成形部相连接。9.如权利要求1或2所述的储能模块，其特征在于：所述储能模块是用于机动车供电装置的储能模块。10.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·格斯曼，R·卢斯蒂希，E·菲泽，S·齐格纳，M·图尔迈尔，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：
国别省市：