包括設置多個能量儲存元件的可移動裝置的能量儲存模塊的製作方法

2023-10-10 06:17:24 2

包括設置多個能量儲存元件的可移動裝置的能量儲存模塊的製作方法
【專利摘要】本發明涉及能量儲存模塊(10)，能量儲存模塊(10)能夠包含多個能量儲存元件(14)，模塊包括：外殼(16)，該外殼(16)包括至少多個側壁和兩個端壁(18A；18B)，側壁由單件(20)組成，單件(20)具有封閉輪廓並且尺寸能夠圍繞能量儲存元件；用於支撐能量儲存元件的壁(22)，該壁(22)與外殼的壁分離並且基本上平行於被稱為參考壁(20A)的側壁的一者延伸；裝置(24A–24B)，該裝置(24A–24B)在至少組裝位置和操作位置之間改變支撐壁(22)的位置，在組裝位置下支撐壁位於離參考壁(20A)第一距離處，在操作位置下支撐壁位於離參考壁(20A)第二距離處，第二距離大於第一距離。
【專利說明】包括設置多個能量儲存元件的可移動裝置的能量儲存模塊

【技術領域】
[0001] 本發明的主題是包括多個能量儲存元件的能量儲存模塊。

【背景技術】
[0002] 所述能量儲存元件可以包括電容器、電池、超級電容器等。這些元件的每一者通常 包括電化學芯部和剛性外部殼體，所述電化學芯部儲存能量並且包括至少一個正電極和至 少一個負電極，所述剛性外部殼體機械地保護電化學芯部。電化學芯部連接至殼體使得可 以從儲存元件的外部接近儲存元件的正極端子和負極端子。
[0003] 模塊為包括多個能量儲存元件的組件，所述多個能量儲存元件並排設置並且通常 串聯地電連接。其在單個塊中提供能量儲存元件組件，相比於單一元件，所述單個塊支持更 高的電壓並且提供更大的儲存容量。除了包含儲存元件之外，其通常還包括許多功能元件 (電絕緣、熱傳導、儲存元件的負載的平衡等），所述功能元件保證了模塊的合適操作。
[0004] 包括多個並排設置的能量儲存元件的能量儲存模塊是本領域中已知的。包括外部 平行六面體封皮的該模塊包括六個獨立的壁，所述六個獨立的壁在模塊的組裝過程中彼此 附接。其還包括熱傳導墊，在所述熱傳導墊上放置儲存元件，所述墊將熱從元件傳導至模塊 的外部。壁的一者，特別是模塊的下方壁，也可以包括冷卻翅片，所述冷卻翅片用於將熱更 好地疏散至模塊的外部。
[0005] 所述模塊對於大部分應用來說是令人滿意的。然而，對於一些應用，目的始終是增 加模塊的體積容量。目前，體積容量的增加造成產生的熱的增加，並且可能造成差的熱疏 散，或者為了改正該缺點，造成出於熱疏散目的的體積增加，而體積增加不能顯著增加模塊 的體積容量。


【發明內容】

[0006] 為了改正上述缺點，本發明的目的是能夠包括多個能量儲存元件的能量儲存模 塊，所述模塊包括：
[0007] -封皮，所述封皮包括至少多個側壁和兩個端壁，側壁以單件製成，所述單件具有 封閉輪廓並且尺寸設為包住能量儲存元件，
[0008] -能量儲存元件的支撐壁，所述支撐壁與封皮的壁分離並且旨在基本上平行於側 壁的一者（被稱為參考壁）延伸，
[0009] -裝置，所述裝置能夠在至少一個組裝位置和操作位置之間改變支撐壁的位置，在 所述組裝位置下所述支撐壁位於離參考壁第一距離處，在所述操作位置下所述支撐壁位於 離參考壁第二距離處，所述第二距離大於第一距離。
[0010] 在本發明的範圍內，"支撐壁"意指實心板，或例如由四個部段組成的穿孔板，所述 四個部段以四邊形的形式組裝並且構成框架，每個部段旨在與一個或多個儲存元件接觸。
[0011] 相比於現有技術，在單件中包括多個壁的封皮實際上允許熱在封皮內更好的循 環，因為在兩個相鄰壁之間不存在材料的不連續性。熱在封皮的不同的壁之間更好地分布 並且封皮與空氣的交換表面更大。在封皮的水平處疏散的熱因此可以容易地增加而無需為 封皮加上翅片。然而明顯的是，本發明不排除對如上所限定的模塊的保護，關於保護而言， 封皮裝配有翅片。只不過由於封皮的構造，這些翅片不是必要的。
[0012] 當支撐壁在組裝位置下時，由支撐壁和用於改變支撐壁的位置的裝置組成的設施 通過對著封皮的壁擠壓這些元件使得元件在封皮中容易地滑動，也用於當模塊在操作位置 下時熱從元件至模塊的封皮的良好疏散。明顯地，墊可以介於封皮和儲存元件之間。
[0013] 事實上，在元件至封皮的插入過程中，支撐壁放置在組裝位置下，並且在元件與封 皮的壁之間仍然不存在緊密接觸。元件因此可以容易地以最佳方式插入並放置在所述件 中。之後，由於上述裝置，當在操作位置下永久性放置支撐壁時，對著封皮的壁擠壓元件的 這個位置能夠耗散熱。
[0014] 還明顯的是，根據本發明的模塊具有其它優點，特別是：
[0015] -熱疏散壁不再必須為模塊的下方壁，所述下方壁為元件由於重力而抵靠並緊密 接觸的壁（因為元件可以容易地對著模塊的任何壁擠壓而無需使模塊的組裝方法變得復 雜）。通過這種方式，在熱疏散壁（（可選地通過熱墊）與元件接觸的壁）的選擇方面存在 更多的靈活性，並且可以根據包住模塊的構件選擇最適合的壁（例如最接近冷卻元件或更 遠離其它釋放熱的構件的壁）。
[0016] -已經部分形成的封皮（以單件形式製成的數個壁）簡化了模塊的組裝方法，避免 了壁相對於彼此的相對複雜的定位。此外，封皮包括更少的件的事實避免了許多問題，例如 封皮的不同件之間的緊密性的問題。因此可以簡化模塊的組裝方法並且可以降低與模塊制 造相關的成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 現在將參考附圖描述本發明，所述附圖顯示了本發明的非限制性實施方案，其 中：
[0018] -圖1為根據本發明的一個實施方案的能量儲存模塊的分解圖，
[0019] -圖2為圖1的模塊的側視圖，
[0020] -圖3為圖1的模塊的截面圖，顯示了熱疏散機制，
[0021] -圖4為圖1的模塊的模塊芯部的立體圖，
[0022] -圖5為圖1的模塊的填隙結構的立體圖，
[0023] -圖6A和6B顯示了根據圖1的模塊的組裝方法的不同的中間階段，
[0024] -圖7為根據圖1的實施方案的變體形式的填隙片的側視圖，
[0025] -圖8A和8B為根據圖1的實施方案的變體形式的模塊在模塊的組裝方法的不同 步驟下的側視圖。

【具體實施方式】
[0026] 如前所述，根據本發明的模塊10、100能夠包含多個能量儲存元件14、114,並且包 括：
[0027] -封皮16,所述封皮16包括至少多個側壁和兩個端壁18A - 18B，側壁以單件20、 120的形式製成，所述單件20、120具有封閉輪廓並且尺寸設為包住能量儲存元件，
[0028] -能量儲存元件的支撐壁22、122,所述支撐壁22、122與封皮的壁分離並且旨在基 本上平行於側壁的一者（被稱為參考壁20AU20A)延伸，
[0029] -裝置 24A - 24B ;80A - 80B ;124 - 126,所述裝置 24A - 24B ;80A - 80B ;124 - 126 能夠在至少一個組裝位置和操作位置之間改變支撐壁22、122的位置，在所述組裝位置下 所述支撐壁22、122位於離參考壁20A、120A第一距離D1處，在所述操作位置下所述支撐壁 22、122位於離參考壁22AU22A第二距離D2處，所述第二距離D2大於第一距離D1。
[0030] 根據本發明的模塊還可以包括一個或多個如下列出的特徵：
[0031] -包括側壁的件20、120在其兩個端部處打開，模塊進一步包括兩個端壁 18A - 18B，所述端壁18A - 18B獨立於所述件並且能夠在所述件的兩個打開端部處封閉所 述件。所述件具有管狀形狀並且可以連續地製造。其還可以被擠制。這進一步限制了模塊 的製造成本。替代性地，所述件還可以與封皮的一個端壁形成整體並且僅在一個端部處打 開從而使元件和縱向構件滑動。組裝步驟的數目可以減少但是所述件的製造更為複雜。
[0032] -封皮16具有平行六面體形式，所述件20包括四個側壁。該構造事實上是模塊體 積方面的最佳構造，
[0033] -用於定位支撐壁的裝置包括至少一個填隙片24A-24B ;80A-80B，所述填隙片 24A - 24B ;80A - 80B旨在插在參考壁20A和支撐壁22之間。該填隙片可以具有縱向構件 24A - 24B、80A - 80B的形狀，所述縱向構件24A - 24B、80A - 80B特別在參考壁的整個尺寸 上延伸。事實上明顯的是，縱向構件由於其更小的接觸表面和由於其為單件的形式因此易 於插入。
[0034] -在之前的情況下，參考壁20A包括至少一個引導軌道26A - 26B，所述引導軌道 26A - 26B能夠與所述或至少一個填隙片或縱向構件24A - 24B ;80A - 80B配合。這使得縱 向構件在模塊中的插入步驟更為容易。軌道可以簡單地包括兩個縱向突出部38,填隙片或 縱向構件旨在插入所述兩個縱向突出部38之間。這些突出部將填隙片固定在參考壁的平 面中，根據與壁成法向的方向，填隙片通過堆疊固定而不同元件不在封皮中活動。這些軌道 非常容易製造。然而它們可以包括更複雜的形式，例如包括止擋表面的轉向部39,所述轉 向部39位於離參考壁20A -定距離處並且與參考壁20A平行，從而根據與參考壁成法向的 方向堵住填隙片或縱向構件。當參考壁為模塊的下方壁時，在將填隙片插入封皮之前，軌道 26A - 26B也可以幫助將支撐壁22固定於離參考壁一定距離處，這使得填隙片的插入更容 易並且避免支撐壁過於突然地升起，支撐壁過於突然地升起的風險在於改變元件14在支 撐壁上的配置；
[0035] -多個填隙片或縱向構件（例如兩個填隙片）可以放置在參考壁和支撐壁之間，
[0036] -填隙片24A - 24B在其根據縱向方向的一個端部處具有斜切形狀25。其厚度因 此可以根據該方向變化，使得其在模塊中的插入更容易，特別是當參考壁為封皮的下方壁 並且支撐壁支撐元件並且由於元件的重量而自然地放置在參考壁（或軌道）上時，
[0037] -用於改變支撐壁的位置的裝置還可以包括彈性裝置90 ;124和用於將彈性裝置 固定在加壓位置下的裝置92 ;126。在該情況下，加壓位置特別是保證參考壁和支撐壁之間 的距離為離組裝位置的距離D1的位置。彈性裝置特別為保持壓縮的彈簧。該方案有效地控 制模塊的不同元件的間隙和製造公差。事實上，根據封皮的件20、120的製造公差，可以選 擇支撐壁的位置使得元件對著模塊的上方壁擠壓，不總是可能使用剛性填隙片（在操作位 置的選擇方面靈活性更小），在上述情況下，用於將一個或多個彈簧固定在加壓位置下的裝 置可以包括至少一個鉗92 ; 126,所述鉗92 ; 126具有兩個分支94 - 96 ; 132 - 134和在其分 支之間的預定間隔，彈性裝置在所述兩個分支94 - 96 ;132 - 134之間延伸。用於將彈性裝 置固定在加壓位置下的裝置還可以包括至少一個材料耳片，所述材料耳片連接兩個壁（彈 性裝置的端部相對於其設置），該耳片是易破的。
[0038] -所述或至少一個填隙片80A - 80B被構造成使得其可以至少根據與其所連接的 參考壁20A成法向的方向彈性變形。由於組成填隙片的材料或由於其形狀（例如Z形狀） 的事實，可以實現該彈性變形。所述填隙片80還可以連接至彈性裝置90,所述彈性裝置90 特別地放置在填隙片80的下方壁86和上方壁84之間並且可選地固定裝置92，
[0039] -模塊包括至少一個由可壓縮材料製成的構件28、128,所述構件28、128旨在放置 在支撐壁22、122和儲存元件14、114之間和/或放置在儲存元件和封皮20B、120B的與參考 壁對立的側壁（熱耗散壁）之間。考慮到模塊的不同件（特別是元件）的製造公差，所述 構件對著壁擠壓所有儲存元件，並且也使得縱向構件更容易插入，因為其提供了根據堆疊 方向的間隙。該構件可以由電絕緣但是熱傳導的材料例如EPDM (乙烯-丙烯-二烯單體） 製成並且可以特別地形成例如之前所述的熱墊。在該情況下所述構件優選放置在為了熱耗 散所選擇的壁（特別是與參考壁對立的壁）和元件之間。所述構件或熱墊優選為基本上平 坦的，並且覆蓋固定壁的一者的整個表面或封皮的整個表面。模塊還可以包括兩個墊，每個 墊設置在能量儲存元件的每個端部處。
[0040] -封皮的與參考壁120A對立的壁120B被構造成使得其相對於參考壁的距離局部 變化。其可以例如包括波紋121。壁被構造成使得距離間隔不超過lcm，特別是5_。所述 構造對著壁擠壓所有儲存元件（即使是具有更小重量的那些），而不會損壞旨在被壓縮從 而更好地控制這些間隙的構件128或熱墊。事實上，當壁120B不平坦並且具有可觀高度的 元件114放置在支撐壁和與參考壁對立的壁之間時，熱墊被高度壓縮。當參考壁120A和對 立壁120B之間的距離變化時，存在可以為構件28留出空間使得構件28變形的區域（所述 區域最遠離參考壁，並且不與元件接觸）。替代性地，構件128可以被構造成包括凹部，特別 是具有溝槽構造從而允許構件128在這些凹陷區域中變形，
[0041] -所述或至少一個填隙片24八-248、8(^-8(?、彈性裝置124和/或支撐壁22、122 由熱傳導材料製成。雖然填隙片24A - 24B也可以由熱絕緣材料製成，填隙片24A - 24B特 別由金屬製成。支撐壁22同樣優選由電絕緣材料製成，也用於避免不具有相同電勢的儲存 元件之間的短路。支撐壁22也可以由金屬製成並且覆蓋在熱墊中。該構造是特別有利的， 因為除了經由主要熱耗散壁的疏散之外，通過支撐壁和填隙片形成了第二熱疏散途徑。根 據與參考壁成法向的方向，元件被堆疊而不在封皮中活動，由於模塊的不同件之間的接觸 緊密，熱被相對有效地傳遞至封皮，
[0042] -模塊包括單個參考壁20AU20A，所述單個參考壁20AU20A通過封皮16的下方 壁或上方壁形成，構成更大的疏散表面，所述疏散表面與所有元件更多地接觸。在必要時模 塊還可以包括多個參考壁或當模塊放置在其環境中時為堅直的一個參考壁，
[0043] -模塊包括儲存元件的填隙結構50、150,所述填隙結構50、150由電絕緣材料，特 別是塑料材料製成，並且包括多個外殼52從而接收能量儲存元件14、114。所述結構50、150 使元件相對於彼此楔合併且使其相對於彼此電絕緣。在根據本發明的方法中，由於通過滑 動進行儲存元件14的放置，所述結構是特別有利的，因為在將元件插入封皮之前其約束能 量儲存元件的相對位置因此使得操作者無需盲目地進行複雜的調節。此外，所述結構提供 框架，所述框架用於將儲存元件自動地放置在框架中，
[0044] -填隙結構50、150包括相對於支撐壁22、122的定位裝置70 ; 170,特別是附接件。 因此，即使在將縱向構件插入模塊的過程中支撐壁移動或傾斜，模塊芯部的定位得以保持，
[0045] -填隙結構50包括至少一個如下裝置：
[0046] ?用於纜線60的引導裝置58,和/或
[0047] ?用於容納電連接件的裝置56,所述裝置56能夠與連接至儲存元件的互補連接裝 置配合，和/或
[0048] ?用於容納到電子卡62的連接件的裝置68,和/或
[0049] ?電子卡62的附接裝置66，和/或
[0050] ?至少一個傳感器的附接裝置。
[0051] 所述結構的存在用於通過模塊上的整合功能進一步簡化模塊的製造方法。在將元 件放置在結構上之前，特別將所有連接件組裝在結構上，這使得能夠在主要安裝鏈外部制 備結構並且進一步降低模塊的製造方法的成本。
[0052] -儲存元件並排設置使得每個組件具有第一端部和第二端部，所述第一端部停靠 支撐壁，所述第二端部停靠封皮的與參考壁對立的壁。"停靠"意指元件通過所述壁固定就 位。元件可以例如與壁的一者直接接觸。也可以在元件和壁的一者或多個壁之間插入非剛 性件（例如墊或絕緣箔）。不考慮組件停靠這樣的非剛性件，因為所述非剛性件不太可能僅 影響一個或另一個接觸表面的位置和/或兩個接觸表面之間的距離。
[0053] 本發明的另一個目的是能量儲存模塊10 ;100的組裝方法，所述能量儲存模塊10 ; 100旨在在封皮16中包括多個能量儲存元件14 ;114,所述組裝方法包括如下步驟：
[0054] -在件20 ; 120中放置支撐壁22 ; 122,所述件20 ; 120具有封閉輪廓並且尺寸設為 接收儲存元件，所述件形成模塊的封皮16的一部分並且至少包括封皮的側壁，使得支撐壁 22 ;122平行於側壁的一者（被稱為平行的參考壁20A ;120A)並且與側壁的一者（被稱為平 行的參考壁20A ;120A)鄰近，並且支撐壁放置在離參考壁的第一距離D1處的組裝位置下，
[0055] -通過滑動將儲存元件14 ;114插入所述件20 ;120,使得一旦插入則所述元件與 支撐壁22 ; 122接觸，
[0056] -改變支撐壁22 ;122的位置使得支撐壁22 ;122從組裝位置移動至操作位置，在 所述操作位置下支撐壁22 ; 122位於離參考壁的第二距離D2處，所述第二距離D2大於第一 距離D1，選擇操作位置從而對著件的與參考壁20A ; 120A對立的壁20B、120B擠壓與儲存元 件相關聯的至少一個構件。
[0057] 根據本發明的方法還可以包括一個或多個如下列出的特徵：
[0058] -在將元件14 ; 114插入所述件之前，元件14 ; 114可以相對於支撐壁22 ; 122定 位，元件14 ; 114和支撐壁被同時插入所述件，
[0059] -支撐壁22的位置的改變步驟包括在件中在參考壁20A和支撐壁22之間插入至 少一個填隙片（特別是一個或多個縱向構件24A - 24B ;80A - 80B)的步驟，
[0060] -支撐壁22;122的位置的改變步驟可以（還可以或替代性地）包括預加壓的 彈性裝置90 ;124的釋放步驟。這些裝置可以特別地同時插入所述填隙片或多個填隙片 80A - 80B，因為它們與該填隙片或這些填隙片為單件形式。這些預加壓的彈性裝置的釋放 步驟特別為這些在加壓位置下的彈性裝置的固定裝置92 ;126的移位或破裂的步驟，
[0061] -與縱向構件和以與參考壁的單件形式設置的引導軌道26A - 26B配合，進行所述 或至少一個填隙片或縱向構件24A - 24B ;80A - 80B的插入，
[0062] -儲存元件到件的插入步驟包括儲存元件14 ; 114到填隙結構50 ; 150 (所述填隙 結構50 ; 150包括多個能夠分別接收至少一個儲存元件的外殼52)的插入步驟，和包含元件 的填隙結構50相對於支撐壁22 ; 122的定位步驟，在填隙結構的定位步驟之前，特別是元件 14到填隙50結構的插入之前，所述方法包括電子連接器元件（特別是至少一個纜線60,至 少一個電子卡62,至少一個連接器，至少一個傳感器）在填隙結構50上的組裝步驟。
[0063] 更特別地，現在將描述圖中顯示的模塊10。
[0064] 正如圖1中明顯的，模塊10首先包括模塊芯部12,所述模塊芯部12包括六個能量 儲存元件14,所述能量儲存元件14將在下文更詳細地描述。
[0065] 其還包括封皮16,所述封皮16為基本上平行六面體的形狀並且包括六個壁。該封 皮由三個部分組成：第一端壁18A、第二端壁18B和包括模塊的所有側壁的件20。該件的形 狀為管狀。其具有封閉輪廓並且當然尺寸設為接收模塊芯部12和特別是元件14。封皮通 常由熱傳導材料（例如金屬材料）製成。
[0066] 正如圖1和2中明顯的，模塊還包括支撐壁22,所述支撐壁22旨在放置在模塊的 下方壁20A(被稱為參考壁20A)和模塊芯部的下方壁之間。該壁22基本上具有與參考壁 20A相同的尺寸並且旨在基本上平行於參考壁20A定位。其也由熱傳導但是電絕緣的材料 製成，從而避免不同儲存元件14之間的短路。
[0067] 在下方壁20A(被稱為參考壁）和支撐壁22之間，模塊還包括兩個插入的縱向構 件24A和24B。正如圖2和3中明顯的，縱向構件24A、24B旨在與布置在參考壁20A上的引 導軌道配合，每個引導軌道26A、26B分別接收縱向構件24A、24B。明顯的是，引導軌道在該 實施方案中在基本上平行於平行六面體的脊部的方向上延伸，但是並不是必須的。軌道僅 在參考壁20A的縱向尺寸的一部分上延伸，但是它們可以在整個所述尺寸上延伸。
[0068] 正如圖1中明顯的，縱向構件24A、24B旨在基本上在參考壁20A的整個長度上延 伸。它們由金屬製成並且是熱傳導的。縱向構件24A、24B各自具有斜切的縱向端部25。它 們在該端部處的厚度因此小於它們的最大厚度，使得它們在封皮20中的插入更容易。
[0069] 每個縱向構件24A、24B具有倒轉的T形橫截面（或輪廓）。其因此包括平坦的下 方表面30,所述下方表面30旨在與參考壁20A接觸。在其上方端部處，其包括突出部32和 兩個止擋表面34,所述突出部32旨在支撐支撐壁22,所述止擋表面34平行於表面30並且 在突出部32的兩側上延伸。
[0070] 引導軌道26A、26B本身包括兩個縱向突出部36，選擇所述兩個縱向突出部36的間 隔從而對應於縱向構件的橫向尺寸。每個突出部36包括引導部分38,所述引導部分38根 據基本上與參考壁20A成法向的平面延伸。該引導部分引導縱向構件並且將縱向構件在參 考壁的平面中固定就位。在該引導部分38的自由端部處，在離參考壁20A的一定距離處， 每個突出部36包括轉向部39,所述轉向部39基本上平行於參考壁20A並且定向到引導軌 道的另一個突出部36,被布置成與縱向構件的止擋表面34配合。
[0071] 清楚的是，每個軌道遵從使得兩個突出部36之間的在轉向部39的水平處的間隔 允許縱向構件的突出部32通過並且支撐壁22僅支撐在縱向構件的突出部32上，特別地， 一旦模塊被組裝，在引導軌道26的上方端部和支撐壁22之間存在距離，如圖2中明顯的。
[0072] 模塊還包括熱墊28,所述熱墊28旨在介於模塊芯部12的上方端部和件20的上方 壁20B之間。該熱墊由電絕緣並且熱傳導的材料，例如EPDM(乙烯-丙烯-二烯單體）制 成。該材料還可彈性變形，特別是可壓縮。
[0073] 更特別地，現在將通過圖4和5描述模塊芯部12。該模塊芯部包括六個能量儲存 元件14,每個元件常規地具有基本上圓柱形形狀並且包括具有基部的管狀殼體14A和蓋子 14B，該基部形成元件的第一電端子（例如正極端子），所述蓋子14B與殼體14A例如通過 插在這兩個件之間的電絕緣接合件而電絕緣。蓋子形成元件的第二電端子，例如負極端子。 其包括端壁和圓柱形邊緣15,所述圓柱形邊緣15部分覆蓋殼體的側壁，該邊緣的直徑大於 側壁的直徑。
[0074] 元件14通過連接杆40串聯地電連接，所述連接杆40由電傳導和熱傳導材料，特 別是金屬材料製成。這些杆40各自連接給定元件14的第一端子和相鄰元件14的第二端 子。每個元件14在其每個端子處連接至不同的元件。模塊芯部12還包括不連接元件的杆 42,在其上杆42附接至任何其它元件。這些杆通過連接器44連接至模塊的端子46,所述端 子46在此設置在封皮的壁18A上，模塊通過端子46連接至外部元件。
[0075] 模塊芯部12還包括填隙結構50,在圖5中更為清楚。該填隙結構50由電絕緣材 料，特別是通過模製製成的塑料材料，使其具有複雜形狀並且在該結構上集成了多種功能。
[0076] 結構50包括多個外殼52,每個外殼的尺寸設為接收能量儲存元件14。每個外殼 還被邊緣54包住，所述邊緣54旨在與殼體14A的側壁和蓋子14B的邊緣15的自由端部配 合，從而根據元件的軸向方向進行定中心和固定就位。
[0077] 該填隙結構50還包括位於外殼52之間的凹入的突出部56。這些突出部56被構 造成用於使陰型（不可見）連接器，例如Fastot^:型支耳固定就位。所述連接器與連接至 能量儲存元件的電端子的陽型互補連接件配合。在此處描述的實施方案中，該互補連接器 為在基本上垂直於杆的平面的平面中並且在能量儲存元件14的端表面處布置在連接杆40 上的耳片57。塞入突出部56的所述連接器58在圖4中是明顯的。
[0078] 填隙結構50還包括用於纜線的引導裝置，所述引導裝置包括成對的可變形耳片 58,纜線60可以通過修剪在所述耳片58之間插入。這些纜線60通常用在能量儲存模塊中 從而連接元件14和電子卡62 (圖1中明顯的），能夠平衡模塊的不同元件14的負載。它們 特別連接至設置在突出部56中的連接器。
[0079] 電子卡62旨在平行於填隙結構的支撐表面64堅直定位，位於填隙結構的一個端 部處。填隙結構50還包括電子卡62的附接裝置，所述附接裝置包括四個柄66,電子卡可以 通過所述柄66旋擰在結構50上。該結構50還包括用於附接與電子卡配合的電連接器的 配置68。該配置為在支撐表面64中形成的凹部，與為了連接在電子卡上所提供的配置相 對。待放置在凹部68中的連接器連接至纜線60並且塞入電子卡62。
[0080] 除了之前描述的用於容易地集成模塊的連接件的所有裝置之外，填隙結構50還 包括結構50在支撐壁上的定位裝置。這些裝置包括堅直銷釘70,所述堅直銷釘70向下延 伸並且旨在插入支撐壁22的互補孔中，如圖3中清楚可見。
[0081] 現在將描述上文描述的模塊的組裝方法。
[0082] 在第一步驟中，將所有連接件（纜線60、連接器、電子卡62等）安裝在填隙結構 50上。由於填隙結構的存在，該操作事實上可以在將元件安裝在結構上之前在主要組裝鏈 的外部進行，這因此獲得了時間收益。
[0083] 然後將元件14插入為了該作用而提供的填隙結構的殼體62。由於元件14旨在通 過杆串聯連接，元件被放置成使得給定元件的第二端子（蓋子14B)位於與相鄰元件的第一 端子（殼體14A的基部）相同的平面中。正如圖中明顯的，元件因此在結構50中首尾連接 地設置。
[0084] 之後，一旦元件14通過邊緣54被正確地定位，將杆40、42放置在元件上，放置在 元件14的端表面上。杆40被定位成使得它們的耳片58插入位於突出部56的凹部中的支 耳中，然後將杆焊接在元件上。然後翻轉模塊12的芯部並且在另一側上重複相同的操作。
[0085] 然後安裝模塊芯部上的端表面18A使得杆42的連接器46相對於模塊的通過該壁 18A承載的端子72正確地放置。
[0086] 然後將裝配有端表面的模塊12的芯部放置在支撐壁22上。通過之前描述的裝置 70將模塊芯部12正確地定位在該壁上。
[0087] 然後將熱墊28放置在模塊芯部12的上方端表面上。
[0088] 一旦形成該子組件，如圖6A中顯然的，子組件滑入封皮的件20使得支撐壁22平 行於參考壁20A(對應於模塊的下方壁），直至端壁18A停靠件20的相應端部。之後，如圖 6B中顯然的，使縱向構件24A、24B滑入封皮的為了該作用而提供的引導軌道26A、26B。縱 向構件通過其斜切端部25插入軌道。
[0089] 在插入縱向構件之前，支撐壁22在離參考壁20A的第一距離D1處擱置在件20的 引導軌道上。所述件被構造成使得其在軌道26A、26B的上方端部和件的上方壁之間的高度 大於上述子組件的高度，並且與元件的製造公差無關，子組件易於滑入模塊。由於在子組件 和上方壁之間不存在接觸，該操作事實上是簡單的。
[0090] 之後，當將縱向構件插入所述件時，它們升高子組件使得熱墊28與封皮的件20的 上方壁20B (也被稱為熱耗散壁，因為模塊中產生的熱首先和主要地經由該壁排出）緊密接 觸。支撐壁22在離參考壁20A的第二距離D2處，所述第二距離D2大於第一距離D1。熱墊 甚至被壓縮加壓從而保證與上方壁的良好接觸。熱墊的該可變形性質還提供與上方壁的緊 密接觸，而與縱向構件、件20和元件的製造公差無關，避免了不同元件的堆疊固定在件20 的內部。
[0091] 一旦將縱向構件插入模塊，其保持將壁18B放置在件20上並且將壁18A、18B的各 個端部附接至件從而獲得完成的模塊。通過彈性接合件保證這些不同元件之間的緊密性， 所述彈性接合件設置在件20和端壁18A、18B的界面處或者二次成型至這些元件的一者或 另一者上。
[0092] 正如圖3中顯然的，完成的模塊允許更好的熱擴散，因為熱經由兩個分離的路徑 擴散：一方面通過熱墊和上方壁20B，另一方面通過支撐壁22和縱向構件24A - 24B。因此 熱更迅速地朝向模塊的封皮排放。同樣地，由於封皮具有以單件形式製成的封閉輪廓，熱容 易地（無界面）從模塊的上方壁和/或下方壁擴散至堅直壁。熱在模塊中更好的分布，因 此與空氣或模塊環境的其它元件（在此例如為與模塊的下方壁接觸放置的車輛的底盤）的 交換表面更大。這也改進了熱疏散。
[0093] 現在將參考圖7描述之前描述的實施方案的一個變體形式。在該實施方案中，縱 向構件80A、80B代替縱向構件24A、24B也插入所述件。這些縱向構件還基本上根據參考壁 的整個縱向尺寸延伸並且由金屬製成。然而它們的輪廓與之前所示的縱向構件24A、24B不 同並且顯示在圖7中。
[0094] 正如明顯的，縱向構件80包括Z形輪廓82,所述Z形輪廓82具有在參考壁20A 上的支持壁84 (在目前情況下位於下方）和在支撐壁上的支持壁86 (在目前情況下位於上 方）。這兩個壁84、86通過對角壁88連接，所述對角壁88使得輪廓在與壁84、86成法向 (當縱向構件80設置在所述件中時，也與壁20A、22成法向）的方向上獲得一些彈性，因為 輪廓的高度可以根據對角壁的傾斜而變化，正如在圖7中以實線和虛線所示的位置之間變 化。
[0095] 輪廓82還在其對角壁中包括多個開口，所述開口在輪廓的整個長度上分布（圖中 未示出）。其可以特別包括在其每個端部附近的開口和根據該方向在輪廓的中間附近的一 個開口。
[0096] 在每個開口中放置彈簧90,所述彈簧90的第一端部連接至輪廓的上方壁84而第 二端部連接至輪廓的下方壁86。
[0097] 彈簧90通過鉗92固定在壓縮下的加壓位置，亦即其長度小於其靜止長度，所述鉗 92包括兩個分支94、96並且具有預定長度（對應於彈簧90的長度，因此小於彈簧的靜止長 度），所述分支94、96分別附接至彈簧的端部。替代性地，固定裝置可以包括一個或多個堅 直耳片，所述耳片連接縱向構件80的壁84、86,所述耳片是易破的。
[0098] 當將縱向構件80插入所述件時，彈簧90通過鉗92處於加壓位置，構成模塊的組 裝位置，如圖7中實線所示。縱向構件容易地插入所述件。之後，除去鉗使得彈簧傾向於恢 復至其靜止長度，增加縱向構件的高度。未加壓位置對應於縱向構件80的當支撐壁處於操 作位置時的構造，如圖7中虛線所示。
[0099] 所述縱向構件對著模塊的熱耗散壁20B擠壓元件並且這與不同元件（件20,元件 14)的製造公差無關。事實上，與縱向構件為剛性的情況不同，支撐壁22的操作位置D2和 距離可以根據模塊而變化。
[0100] 注意到，即使當元件具有其最小尺寸而件具有其最大尺寸並且產生製造間隙時， 彈簧的靜止長度被選擇使得其可以對著耗散壁擠壓元件。彈簧的靜止長度特別地大於當縱 向構件在操作構造下時彈簧的長度。
[0101] 圖8A和8B中描述了圖1的模塊的實施方案的另一個變體形式。這些圖以截面顯 示了在將模塊芯部112安裝在所述件120中（固定壁和參考壁之間的距離D1)的過程中的 模塊100,和在將模塊芯部插入所述件120之後的模塊（固定壁和參考壁之間的距離D2)。 這兩個模塊與圖1的模塊的共同點將不進一步詳細描述。
[0102] 正如圖中明顯的，根據該變體形式的模塊包括波紋熱耗散壁120B，這與第一個實 施方案的熱耗散壁20B不同。這些波紋121在所述件的整個縱向尺寸上延伸並且充分接近 使得每個元件114右側的熱墊128能夠在多處與壁120B接觸。這些波紋還具有不超過lcm 的高度從而避免增加模塊的體積。它們的間隔特別小於2cm。已經想像了它們在上方壁上 的存在從而不破壞熱墊。
[0103] 事實上，根據所述件120和特別是元件124的製造公差，使熱接觸的元件114與壁 120B接觸的待獲得的距離並不始終相同並且因此不能始終以相同方式壓縮熱墊。在此，允 許墊在壁120B的最接近壁120A的位點160的水平處與上方壁緊密接觸，而與不同元件的 製造公差無關。然而，當墊必須被高度壓縮時，如果超過其壓縮極限很可能破壞所述墊。使 用設置在接觸位點160之間的區域162避免該現象，在所述區域162中熱墊128不壓縮並 且甚至可以"抑制"在接觸位點的水平處經歷的壓縮。
[0104] 清楚的是，這些實施方案不以限制性方式描述本發明。相對於所描述的內容，本發 明可以具有多個變體形式，並且仍然落入權利要求的範圍內。例如：
[0105] -參考壁可以為所述件20的任何壁。所述件還可以包括多個參考壁；
[0106] -模塊可以不是平行六面體，
[0107] -熱耗散壁的形狀不限於上文所述。同樣地，為了實現如通過波紋所實現的相同的 功能，熱墊可以局部中空，
[0108] -封皮的所述件可以包括端壁的一者，
[0109] -縱向構件的數目可以不同於上文所述，
[0110] -縱向構件和/或支撐壁可以由熱絕緣材料製成，
[0111] -縱向構件的形狀（橫截面等）不限於如上所述。縱向構件可以例如不包括斜切 端部，
[0112] -可以引入替代支撐壁22和元件14之間的熱墊38或除了支撐壁22和元件14之 間的熱墊38之外的熱墊。模塊也可以不包括熱墊，
[0113] -引導軌道為任選的。當提供引導軌道時，它們的形狀不限於上文所描述的，
[0114] -彈性裝置的固定裝置也可以是易破的並且連接模塊特別是填隙片的兩個壁，
[0115] -填隙結構是任選的。其形狀及其集成功能不限於上文所述。
[0116] 相似地，對於組裝方法，步驟可以根據模塊中存在或不存在的元件而變化。步驟的 順序不限於如上所述。例如，對於如圖1的模塊，在將端壁18A附接至所述件20之前或者 在將電子卡附接至結構之前，在完成組裝時端壁18A可以附接至模塊芯部。結構150的推 擠也可以根據縱向方向進行。
【權利要求】
1. 能量儲存模塊（10 ; 100)，所述能量儲存模塊（10 ; 100)適合於包含多個能量儲存元 件（14; 114)，所述模塊包括： -封皮（16)，所述封皮（16)包括至少多個側壁和兩個端壁（18A;18B)，所述側壁以單 件（20 ;120)製成，所述單件（20 ;120)具有封閉輪廓並且尺寸設為包住所述能量儲存元 件， -能量儲存元件的支撐壁（22 ;122)，所述支撐壁（22 ;122)與所述封皮的壁分離並且 旨在基本上平行於被稱為參考壁（20A;120A)的所述側壁的其中一個延伸， -裝置（24A - 24B ;80A - 80B ;124 - 126)，所述裝置（24A - 24B ;80A - 80B ;124 - 126) 適合於在至少一個組裝位置和操作位置之間改變所述支撐壁（22 ;122)的位置，在所述組 裝位置下所述支撐壁位於離所述參考壁（20AU20A)第一距離（D1)處，在所述操作位置下 所述支撐壁位於離所述參考壁（20AU20A)第二距離（D2)處，所述第二距離（D2)大於所述 第一距離（D1)。
2. 根據權利要求1所述的模塊，其中包括所述側壁的所述件（20)在其兩個端部處打 開，所述模塊進一步包括兩個端壁（18A- 18B)，每個壁分別獨立於所述件並且能夠在打開 端部處封閉所述件。
3. 根據前述權利要求中任一項所述的模塊，其中用於定位所述支撐壁的裝置包括至少 一個填隙片（24A - 24B ;80A - 80B)，所述填隙片（24A - 24B ;80A - 80B)旨在插在所述參考 壁（20A)和所述支撐壁（22)之間，所述填隙片特別具有縱向構件的形式。
4. 根據權利要求3所述的模塊，其中所述參考壁（20A)包括至少一個引導軌道 (26A - 26B)，所述引導軌道（26A - 26B)能夠與所述填隙片（24A - 24B ;80A - 80B)或所述填 隙片（24A - 24B ;80A - 80B)中的至少一個配合。
5. 根據權利要求3和4中任一項所述的模塊，其中所述填隙片（80A-80B)或所述填隙 片（80A-80B)中的至少一個被構造成能夠至少按照與所述參考壁（20A)成法向的方向彈 性變形，所述填隙片或所述填隙片中的至少一個連接至所述參考壁（20A)。
6. 根據前述權利要求任一項所述的模塊，其中用於改變所述支撐壁的位置的所述裝 置還能夠包括彈性裝置（90 ;124)和用於將所述彈性裝置固定在加壓位置下的裝置（92 ; 126)。
7. 根據權利要求5和6的組合所述的模塊，其中所述彈性裝置（90)與所述填隙片 (80A-80B)或所述填隙片（80A-80B)中的至少一個形成單件。
8. 根據前述權利要求任一項所述的模塊，所述模塊包括至少一個由可壓縮材料製成的 構件（28)，所述構件（28)旨在被放置在所述支撐壁（22)和所述儲存元件（14)之間和/或 被放置在所述儲存元件和所述封皮（16)的與所述參考壁對立的側壁之間。
9. 根據前述權利要求任一項所述的模塊，其中所述填隙片（24A-24B;80A-80B)或 所述填隙片（24A - 24B ;80A - 80B)中的至少一個、所述彈性裝置（124)和/或所述支撐壁 (22 ; 122)由熱傳導材料製成。
10. 根據前述權利要求任一項所述的模塊，所述模塊包括由所述封皮的下方壁或上方 壁形成的單個參考壁（20A)。
11. 根據前述權利要求任一項所述的模塊，其中所述封皮的與所述參考壁（120A)對立 的壁（120B)被構造成使得其相對於所述參考壁的距離局部變化，特別是具有波紋（121)。
12. 根據前述權利要求任一項所述的模塊，所述模塊包括儲存元件（14 ;114)的填隙結 構（50 ; 150)，所述填隙結構（50 ; 150)由電絕緣材料製成並且包括多個外殼（52)以接收所 述能量儲存元件。
13. 根據權利要求12所述的模塊，其中所述填隙結構（50 ;150)包括相對於所述支撐 壁（22 ;122)的定位裝置（70 ;170)，特別是附接件。
14. 根據權利要求12或13任一項所述的模塊，其中所述填隙結構（50)包括至少一個 如下裝置： -用於纜線（60)的引導裝置（58)，和/或 -用於容納電連接器的裝置（56)，所述裝置（56)能夠與連接至所述元件（14)的互補 裝置（57)配合，和/或 -用於容納到電子卡（62)的連接器的裝置（68)，和/或 -所述電子卡（62)的附接裝置（64)，和/或 -至少一個傳感器的附接裝置。
15. 根據前述權利要求任一項所述的模塊，其中所述儲存元件並排設置使得每個組件 具有第一端部和第二端部，所述第一端部停靠所述支撐壁，所述第二端部停靠所述封皮的 與所述參考壁對立的壁。
16. 能量儲存模塊（10 ; 100)的組裝方法，所述能量儲存模塊（10 ; 100)旨在在封皮 (16)中包含多個能量儲存元件（14 ;114)，所述組裝方法包括如下步驟： -在件（20 ; 120)中放置支撐壁（22 ; 122)，所述件（20 ; 120)具有封閉輪廓並且尺寸設 為接收所述儲存元件，所述件形成所述模塊的封皮（16)的一部分並且至少包括所述封皮 的所述側壁，使得所述支撐壁（22;122)平行並毗鄰於被稱為平行的參考壁（20A;120A)的 所述側壁的其中一個，並且所述支撐壁放置在離所述參考壁的第一距離（D1)處的組裝位 置下， -通過滑動將所述儲存元件（14 ; 114)插入所述件（20 ; 120)中，使得一旦插入則所述 元件與所述支撐壁（22 ; 122)接觸， -改變所述支撐壁（22 ;122)的位置使得所述支撐壁從所述組裝位置移動至操作位置， 在所述操作位置下所述支撐壁位於離所述參考壁的第二距離（D2)處，所述第二距離（D2) 大於所述第一距離（D1)，選擇操作位置從而對著所述件的與所述參考壁（20A;120A)對立 的壁（20BU20B)擠壓與所述儲存元件相關聯的至少一個構件。
17. 根據權利要求16所述的方法，其中所述支撐壁（22)的位置的改變步驟包括至少一 個填隙片、特別是一個或多個縱向構件（24A - 24B ;80A - 80B)插入到所述件（20)的在所述 參考壁（20A)和所述支撐壁（22)之間的插入步驟。
18. 根據權利要求16和17中任一項所述的方法，其中所述支撐壁（22 ;122)的位置的 改變步驟包括預加壓的彈性裝置（90 ; 124)的釋放步驟。
19. 根據權利要求16至18中任一項所述的方法，其中所述儲存元件（14 ;114)到所 述件（20 ; 120)的插入步驟包括所述儲存元件（14 ; 114)到填隙結構（50 ; 150)的插入步驟 和包含所述元件的所述填隙結構相對於所述支撐壁（22 ;122)的定位步驟，所述填隙結構 (50 ; 150)包括多個外殼（52)，所述外殼（52)能夠分別接收至少一個儲存元件。
20. 根據權利要求19所述的方法，所述方法包括在所述結構（50)在所述支撐壁（22) 上的定位步驟之前，特別是在所述元件（14)到所述填隙結構（50)的插入之前，至少一個電 子連接器元件，特別是至少一個纜線（60)、至少一個電子卡（62)、至少一個連接器、至少一 個傳感器在所述填隙結構（50)上的組裝步驟。
【文檔編號】H01M10/6551GK104272496SQ201380022799
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2013年4月30日 優先權日:2012年4月30日
【發明者】A-C·朱旺坦, L·勒加爾 申請人:布魯技術公司