DE102011075676A1 - Energy storage module for power supply device used in motor vehicle, has thermal insulation and deformation energy absorption element that is made of expanded polypropylene and is provided between memory cells and housing - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Energiespeichermodul für eine Vorrichtung zur Spannungsversorgung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, umfassend mehrere, in einem Gehäuse angeordnete, zu einem Zellenmodul zusammengefasste Speicherzellen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Energiespeichermoduls.The invention relates to an energy storage module for a device for power supply, in particular of a motor vehicle, comprising a plurality of memory cells arranged in a housing and combined into a cell module. The invention further relates to a method for producing an energy storage module.
In einer üblicherweise als Batterie bezeichneten Vorrichtung zur Spannungsversorgung eines Kraftfahrzeugs kommt meist eine Mehrzahl an Energiespeichermodulen zum Antrieb des Fahrzeugs, beispielsweise von Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen, zum Einsatz. Ein jeweiliges Energiespeichermodul enthält dabei meist mehrere Zellenmodule aus typischerweise mehreren gestapelten prismatischen Speicherzellen. Die einzelnen Speicherzellen enthalten elektrochemische Zellen der Batterie. Der Stapel aus den einzelnen Speicherzellen wird dabei über eine Endplatte (auch Druckplatte genannt) und Zugelemente zu dem Energiespeichermodul mechanisch verspannt. Das Zellenmodul wird dann in ein Gehäuse eingebracht, das dann mit dem Kraftfahrzeug verbunden wird.In a device usually referred to as a battery for supplying power to a motor vehicle, a plurality of energy storage modules are usually used to drive the vehicle, for example electric vehicles or hybrid vehicles. A respective energy storage module usually contains a plurality of cell modules of typically several stacked prismatic memory cells. The individual memory cells contain electrochemical cells of the battery. The stack of the individual memory cells is thereby mechanically clamped via an end plate (also called pressure plate) and tension elements to the energy storage module. The cell module is then placed in a housing, which is then connected to the motor vehicle.
Energiespeichersysteme, die insbesondere in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, sind hohen Belastungen ausgesetzt, wie beispielsweise hoher Wärmeeinwirkung durch umgebende Bauteile wie z. B. einem Abgaskanal des Kraftfahrzeugs, oder Rückstrahlung von der erhitzten Straßenoberfläche und mechanischer Beaufschlagung, insbesondere bei einem Fahrzeugcrash. Ferner entsteht auch im Inneren des Energiespeichersystems Wärme, die durch Vorsehung von Kühlelementen abgeleitet wird. Zum Schutz der Einwirkung von Hitze auf Energiespeichermodule, ist es üblich, Wärmeableitbleche insbesondere an der Unterseite des Energiespeichermoduls bzw. thermische Isolationsschichten um das Energiespeichermodul, bzw. geeignete Kühlelemente, vorzusehen. Solche Konstruktionen haben den Nachteil, dass sie komplex zu montieren sind, zusätzlichen Bauraum benötigen und das Gesamtgewicht des Energiespeichermoduls und damit auch des Kraftfahrzeugs, deutlich erhöhen. Zur thermischen Isolation eines Energiespeichermoduls werden beispielsweise Schutzschichten aus Polyestermaterial verwendet. Diese bewirken in gewissem Umfang eine geringe thermische Isolierung des Energiespeichermoduls, können aber dieses nicht vor einwirkenden Verformungsenergien, also mechanischen Beaufschlagungen, wie sie bei einem Fahrzeugcrash auftreten, schützen, und damit Verformungsenergien kompensieren, aufnehmen bzw. ableiten, so dass das Energiespeichermodul keinen Schaden nimmt. Um einen ausreichenden Schutz des Energiespeichermoduls vor Einwirkung von Verformungsenergie bereitzustellen, wird daher die Umhüllung des Energiespeichermoduls mit einem Kunststoff-Spritzgußmantel vorgeschlagen. Entsprechende Spritzgußteile sind aber aufgrund des Herstellungsprozesses in ihrer Wandstärke begrenzt, so dass eine bestimmte maximale Wandstärke nicht überschritten werden kann. Diese Wandstärken sind jedoch in der Regel nicht ausreichend, um Verformungsenergien, also beispielsweise Energien, wie sie beim Fahrzeugcrash auftreten, ausreichend zu kompensieren. Somit müssen zusätzliche Verstrebungen vorgesehen werden, um die gewünschte Stabilität bereitzustellen. Dies führt nicht zuletzt durch den hohen technischen Aufwand und die komplexe Montage eines auf diese Art und Weise ausgestatteten Energiespeichermoduls, zu hohen Stückkosten desselben. Darüber hinaus sind auch die notwendigen Spritzgußwerkzeuge teuer, was sich ebenfalls negativ auf die Produktionskosten des Energiespeichermoduls auswirkt. Ferner hat sich gezeigt, dass selbst durch Bauraum-intensive Verstrebungen stabilisierte Spritzgußmäntel in vielen Fällen keine ausreichende Stabilität, insbesondere bei hoher mechanischer Beaufschlagung, aufweisen, so dass die Verstrebungen aufbrechen und die Verformungsenergie direkt auf das Energiespeichermodul übertragen wird, was unweigerlich zur Zerstörung des Energiespeichermoduls führt.Energy storage systems that are used in particular in motor vehicles are exposed to high loads, such as high heat exposure by surrounding components such. As an exhaust passage of the motor vehicle, or re-radiation from the heated road surface and mechanical loading, especially in a vehicle crash. Furthermore, heat is also generated inside the energy storage system, which is dissipated by provision of cooling elements. To protect the action of heat on energy storage modules, it is customary to provide heat dissipation plates, in particular on the underside of the energy storage module or thermal insulation layers around the energy storage module, or suitable cooling elements. Such constructions have the disadvantage that they are complex to assemble, require additional space and significantly increase the overall weight of the energy storage module and thus also of the motor vehicle. For example, protective layers of polyester material are used for thermal insulation of an energy storage module. These effect to a certain extent a low thermal insulation of the energy storage module, but this can not protect against acting deformation energies, ie mechanical impingement, as they occur in a vehicle crash, and thus compensate for deformation energies, record or derive, so that the energy storage module takes no damage , In order to provide adequate protection of the energy storage module against the action of deformation energy, therefore, the envelope of the energy storage module is proposed with a plastic injection molding. However, due to the manufacturing process, corresponding injection molded parts are limited in their wall thickness, so that a certain maximum wall thickness can not be exceeded. However, these wall thicknesses are generally not sufficient to sufficiently compensate for deformation energies, that is to say, for example, energies such as occur during a vehicle crash. Thus, additional braces must be provided to provide the desired stability. Not least due to the high technical complexity and the complex assembly of an energy storage module equipped in this way, it leads to high unit costs of the same. In addition, the necessary injection molding tools are expensive, which also has a negative effect on the production costs of the energy storage module. Furthermore, it has been shown that even through space-intensive bracing stabilized Spritzgußmäntel in many cases, not sufficient stability, especially at high mechanical loading, so that the braces break and the deformation energy is transmitted directly to the energy storage module, which inevitably leads to the destruction of the energy storage module leads.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein raumsparendes Energiespeichermodul bereitzustellen, das sich durch sehr gute thermisch isolierende Eigenschaften, so wie durch eine ausgezeichnete Stabilität gegenüber Einwirkung von Verformungsenergie (mechanische Beaufschlagung), auszeichnet. Darüber hinaus soll das Energiespeichermodul über eine ausreichende Elektrolytstabilität verfügen. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Energiespeichermoduls bereitzustellen, das sich durch eine einfache und kostengünstige Verfahrensführung auszeichnet und lediglich eines geringen fertigungstechnischen Aufwandes bedarf und das somit eine einfache und kostengünstige Fertigung des Energiespeichermoduls erlaubt.It is an object of the present invention to provide a space-saving energy storage module, which is characterized by very good thermal insulating properties, as well as by an excellent stability against the action of deformation energy (mechanical loading). In addition, the energy storage module should have sufficient electrolyte stability. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a method for producing an energy storage module, which is characterized by a simple and cost-effective process management and only requires a low manufacturing expense and thus allows a simple and cost-effective production of the energy storage module.
Die Aufgaben werden gelöst durch die Merkmalskombinationen der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.The objects are achieved by the feature combinations of the independent claims. The dependent claims show advantageous embodiments of the invention.
Somit wird die Aufgabe gelöst durch ein Energiespeichermodul für eine Vorrichtung zur Spannungsversorgung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, umfassend mehrere, in einem Gehäuse angeordnete, zu einem Zellenmodul zusammengefasste Speicherzellen, wobei das Energiespeichermodul ferner ein Element zur thermischen Isolierung und Absorption von Verformungsenergie aufweist. Zumindest ein Teil des Elements zur thermischen Isolierung und Absorption von Verformungsenergie besteht dabei aus expandiertem Polypropylen. Ein Zellenmodul im Sinne der Erfindung umfasst mindestens eine Reihe gestapelter Speicherzellen, die ggf. über Endplatten und Zugelemente miteinander verspannt sind. Weiter übliche, bauliche Komponenten können das Zellenmodul komplettieren. Expandiertes Polypropylen ist ein Werkstoff, der sich durch ein sehr geringes Eigengewicht, hohe Robustheit, Abriebfestigkeit und Elektrolytstabilität auszeichnet und aufgrund dieser positiven Eigenschaften besonders für den Einsatz in Energiespeichermodulen geeignet ist. Darüber hinaus zeichnet sich expandiertes Polypropylen aber auch durch hohe thermisch isolierende Eigenschaften und eine exzellente Kompressibllität aus. Mit anderen Worten leitet expandiertes Polypropylen umgebende Wärme, durch Reibung erzeugte Wärme oder einstrahlende Wärmeenergie nicht, so dass das erfindungsgemäße Energiespeichermodul, das ein Element aufweist, das zumindest teilweise aus expandiertem Polypropylen besteht, ausreichend vor Überhitzung geschützt ist. Ferner ist expandiertes Polypropylen aufgrund seiner exzellenten Kompressibilität bestens geeignet Verformungsenergien, wie sie beispielsweise bei einem Fahrzeugcrash auftreten zu kompensieren, also aufzunehmen und abzuleiten, so dass die beaufschlagte mechanische Energie, also die Crashenergie, nicht zur Rissbildung oder sogar zur Zerstörung des Energiespeichermoduls, führt. Erfindungsgemäß ist mindestens ein Teil des Elements zur thermischen Isolierung und Absorption von Verformungsenergie aus expandiertem Polypropylen gebildet. Dieses aus expandiertem Polypropylen gefertigte Teil ist vorzugsweise ein Teil des erfindungsgemäßen Energiespeichermoduls, das unter Wärmeeinstrahlung steht bzw. des im Falle eines Fahrzeugcrashs am ehesten in Mitleidenschaft gezogen wird. Dies ist von der jeweiligen baulichen Umgebung des Energiespeichermoduls abhängig und kann entsprechend ausgewählt werden. Somit wird ein Energiespeichermodul bereitgestellt, das sich durch eine ausgezeichnete, dauerhafte Stabilität auszeichnet, das vor Überhitzung geschützt ist und das auftretende Verformungsenergien ausreichend kompensiert. Die hohe Kompressibilität des aus expandiertem Polypropylen bestehenden Elements zur thermischen Isolierung und Absorption von Verformungsenergie hat ferner den Vorteil, dass bereits eine sehr dünne Schichtdicke des besagten Elements zur Erzielung der gewünschten Stabilität, insbesondere hinsichtlich der Kompensation von Crashenergie, ausreichend ist, so dass die äußeren Abmessungen des Energiespeichermoduls durch Integration des besagten Elements, wenn überhaupt, dann nur unwesentlich vergrößert werden. Somit ist das erfindungsgemäße Energiespeichermodul raum- bzw. platzsparend ausgebildet. Zudem ist des erfindungsgemäße Energiespeichermodul von geringem Eigengewicht und beständig gegenüber Elektrolyten, was im Falle von Undichtigkeit einer Speicherzelle essentiell ist.Thus, the object is achieved by an energy storage module for a device for power supply, in particular a motor vehicle comprising a plurality of arranged in a housing, combined into a cell module memory cells, wherein the energy storage module further comprises an element for thermal insulation and absorption of deformation energy. At least part of the element for thermal insulation and absorption of deformation energy consists of expanded polypropylene. One Cell module according to the invention comprises at least one row of stacked memory cells, which are optionally braced with each other via end plates and tension elements. Further customary structural components can complete the cell module. Expanded polypropylene is a material that is characterized by a very low weight, high robustness, abrasion resistance and electrolyte stability and due to these positive properties is particularly suitable for use in energy storage modules. In addition, expanded polypropylene is also characterized by high thermal insulating properties and excellent Kompressibllität. In other words, expanded polypropylene does not conduct ambient heat, heat generated by friction, or radiative heat energy, so that the energy storage module of the present invention having a member made at least partially of expanded polypropylene is sufficiently protected from overheating. Furthermore, due to its excellent compressibility, expanded polypropylene is optimally suited to compensate for deformation energies, such as those occurring in a vehicle crash, ie to absorb and dissipate, so that the applied mechanical energy, ie the crash energy, does not lead to the cracking or even destruction of the energy storage module. According to the invention, at least part of the element for thermal insulation and absorption of deformation energy is formed from expanded polypropylene. This made of expanded polypropylene part is preferably a part of the energy storage module according to the invention, which is under heat radiation or is drawn in the event of a vehicle crash most likely. This depends on the respective structural environment of the energy storage module and can be selected accordingly. Thus, an energy storage module is provided, which is characterized by an excellent, lasting stability, which is protected against overheating and sufficiently compensates for the deformation energies occurring. The high compressibility of the element consisting of expanded polypropylene for thermal insulation and absorption of deformation energy also has the advantage that even a very thin layer thickness of said element to achieve the desired stability, in particular with respect to the compensation of crash energy, is sufficient, so that the outer Dimensions of the energy storage module by integration of said element, if any, then be increased only slightly. Thus, the energy storage module according to the invention space or space is designed. In addition, the energy storage module according to the invention of low weight and resistant to electrolyte, which is essential in the case of leakage of a memory cell.
In einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass das Element zur thermischen Isolierung und Absorption von Verformungsenergie im Wesentlichen aus expandiertem Polypropylen besteht. Dadurch werden die erfindungsgemäß erzielten Effekte maximiert.In an advantageous embodiment, it is provided that the element for thermal insulation and absorption of deformation energy consists essentially of expanded polypropylene. As a result, the effects achieved according to the invention are maximized.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass das Element zur thermischen Isolierung und Absorption von Verformungsenergie das Gehäuse des Energiespeichermoduls zumindest teilweise, insbesondere vollständig, umgibt. Des erfindungsgemäße Energiespeichermodul weist somit eine Art Mantel aus expandiertem Polypropylen um des Gehäuse, das das Zellenmodul enthält, auf. Dies bietet den Vorteil, dass in Gehäusen angeordnete Zellenmodule in Serie gefertigt werden können und dann je nach Bedarf ein entsprechendes Element aus expandiertem Polypropylen individuell vorgesehen werden kann, das dann nicht nur das Zellenmodul, sondern auch das um das Zellenmodul befindliche Gehäuse, schützt. Dies vereinfacht den technischen und logistischen Aufwand des Herstellprozesses des erfindungsgemäße Energiespeichermoduls und senkt somit die Kosten desselben.In a further advantageous embodiment, it is provided that the element for thermal insulation and absorption of deformation energy at least partially, in particular completely surrounds the housing of the energy storage module. The energy storage module according to the invention thus has a type of expanded polypropylene jacket around the housing containing the cell module. This offers the advantage that cell modules arranged in housings can be manufactured in series and then, depending on requirements, a corresponding element made of expanded polypropylene can be provided individually, which then protects not only the cell module but also the housing located around the cell module. This simplifies the technical and logistical expense of the manufacturing process of the energy storage module according to the invention and thus reduces the costs of the same.
In einer alternativen vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Element zur thermischen Isolierung und Absorption von Verformungsenergie zumindest an einem Teil der Innenseite des Gehäuses, insbesondere zwischen dem Zellenmodul und dem Gehäuse, angeordnet ist. Durch das innenliegende, also im Gehäuse und insbesondere zwischen dem Gehäuse und dem Zellenmodul vorgesehene, Element zur thermischen Isolierung und Absorption von Verformungsenergie, kann eine besonders effiziente bauliche Abstimmung des Schutzelements im Hinblick auf das Zellenmodul einerseits und das umgebende Gehäuse andererseits, erfolgen. Durch diese Abstimmung der Komponenten wird ein besonders raumsparendes bzw. platzsparendes Energiespeichermodul erhalten.In an alternative advantageous embodiment, it is provided that the element for thermal insulation and absorption of deformation energy is arranged at least on a part of the inside of the housing, in particular between the cell module and the housing. By the internal, so provided in the housing and in particular between the housing and the cell module, element for thermal insulation and absorption of deformation energy, a particularly efficient structural coordination of the protective element with respect to the cell module on the one hand and the surrounding housing on the other hand, take place. By this coordination of the components, a particularly space-saving or space-saving energy storage module is obtained.
Weiter vorteilhaft ist vorgesehen, dass das Element zur thermischen Isolierung und Absorption von Verformungsenergie sowohl an der Außenseite des Gehäuses, sowie auch an dessen Innenseite vorgesehen sein kann. Dies ist insbesondere für stark mechanisch beanspruchte Energiespeichermodule und solche, die starker Wärmeeinstrahlung unterliegen von Vorteil, da somit eine besonders hohe Stabilität gegenüber dem Eintrag von Verformungsenergie, erzielt wird, wobei die baulichen Abmessungen des Energiespeichermoduls nur unwesentlich geändert, also vergrößert werden. Vorzugsweise ist das Element zur thermischen Isolierung und Absorption von Verformungsenergie als Negativoberfläche der Gehäuseinnenfläche und/oder der Gehäuseaußenfläche vorgesehen, da somit eine exzellente Passung zwischen den Bauteilen des erfindungsgemäßen Energiespeichermoduls erzielt wird, wodurch die vorteilhaften Eigenschaften des aus expandiertem Polypropylen bestehenden Elements, und insbesondere seine thermisch isolierenden Eigenschaften, sowie seine Verformungsenergie kompensierenden Eigenschaften besonders gut zum Tragen kommen. Zudem erübrigt sich damit in vielen Fällen eine gesonderte Befestigung des Elements aus expandiertem Polypropylen, da das Element zumeist durch die Nachbildung der einzelnen individuellen Gehäuseabschnitte gut am Gehäuse haftet.Further advantageously, it is provided that the element for thermal insulation and absorption of deformation energy can be provided both on the outside of the housing, as well as on the inside. This is particularly for heavily mechanically loaded energy storage modules and those that are subject to strong heat radiation advantage, since thus a particularly high stability compared to the entry of deformation energy is achieved, the physical dimensions of the energy storage module changed only slightly, so are increased. Preferably, the element for thermal insulation and absorption of deformation energy is provided as a negative surface of the housing inner surface and / or the housing outer surface, since thus an excellent fit between the components of the energy storage module according to the invention is achieved, whereby the advantageous properties of the existing of expanded polypropylene element, and in particular its thermal insulating properties, as well as its deformation energy compensating properties particularly well come to fruition. In addition, it is unnecessary in many cases a separate attachment of the element made of expanded polypropylene, since the element usually adheres well by the replica of the individual individual housing sections on the housing.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass in dem Element zur thermischen Isolierung und Absorption von Verformungsenergie Ausnehmungen zum Einbringen oder Anbringen weiterer Komponenten vorgesehen sind. Ausnehmungen sind beispielsweise Taschen oder allgemein Vertiefungen, in die z. B. elektrische Anschlüsse, Separatoren, Befestigungsmittel und andere Komponenten in des erfindungsgemäße Energiespeichermodul integriert werden können. Dies ist vorteilhaft, weil durch des Integrieren solcher Komponenten in vorgesehene Ausnehmungen, die baulichen Abmessungen des Energiespeichermoduls möglichst klein gehalten und insbesondere nicht vergrößert werden.According to a further advantageous embodiment, it is provided that recesses for introducing or attaching further components are provided in the element for thermal insulation and absorption of deformation energy. Recesses are for example pockets or generally depressions in the z. As electrical connections, separators, fasteners and other components in the energy storage module according to the invention can be integrated. This is advantageous because the structural dimensions of the energy storage module are kept as small as possible and in particular not increased by integrating such components into recesses provided.
Darüber hinaus ist erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung eines Energiespeichermoduls für eine Vorrichtung zur Spannungsversorgung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, das die Schritte des Bereitstellens eines Gehäuses für das Energiespeichermodul, das Fertigen eines Elements zur thermischen Isolierung und Absorption von Verformungsenergie, insbesondere durch Herstellen eines Negativabdrucks der Gehäuseinnenfläche und/oder der Gehäuseaußenfläche aus expandiertem Polypropylen, das Anbringen des entsprechenden Elements zur thermischen Isolierung und Absorption von Verformungsenergie im Inneren des Gehäuses und/oder auf dessen äußerer Oberfläche, das Bereitstellen eines Zellenmoduls, umfassend mindestens eine Speicherzelle und weitere übliche Komponenten, und das Einsetzen des Zellenmoduls in das Gehäuse, umfasst. Durch Vorsehen des Elements zur thermischen Isolierung und Absorption von Verformungsenergie, insbesondere in Form eines Negativabdrucks der Gehäuseinnenfläche und/oder der Gehäuseaußenfläche, wird ein gut in oder an dem Gehäuse des erfindungsgemäßen Energiespeichermoduls befestigbares Element aus expandiertem Polypropylen bereitgestellt, das einfach, ohne großen technischen Aufwand je nach individueller Form des Gehäuses herstellbar ist und das das Energiespeichermodul insbesondere durch seine thermisch isolierenden Eigenschaften und hohe Kompressibilität vor Hitzeeinwirkung und vor Einwirkung von Verformungsenergie, schützt.In addition, the invention provides a method for producing an energy storage module for a device for power supply, in particular of a motor vehicle, comprising the steps of providing a housing for the energy storage module, making a thermal insulation element and absorption of deformation energy, in particular by producing a negative impression of the Housing inner surface and / or the housing exterior surface of expanded polypropylene, attaching the corresponding element for thermal insulation and absorption of deformation energy inside the housing and / or on its outer surface, providing a cell module comprising at least one memory cell and other common components, and Inserting the cell module into the housing includes. By providing the element for thermal insulation and absorption of deformation energy, in particular in the form of a negative impression of the housing inner surface and / or the housing outer surface, a well-fastened in or on the housing of the energy storage module according to the invention element of expanded polypropylene is provided, the simple, without great technical effort depending on the individual shape of the housing can be produced and protects the energy storage module, in particular by its thermal insulating properties and high compressibility from the action of heat and from the action of deformation energy.
Zur Herstellung einer Negativoberfläche des Gehäuses wird beispielsweise kugelförmiges expandiertes Polypropylen mit einem Kugeldurchmesser von etwa 0,5 mm in ein entsprechend geformtes Werkzeug verdüst, wo es unter Einfluss von Wärme und/oder Luftfeuchtigkeit unter Unterdruck spontan in die vorgesehenen Werkzeughohlräume expandiert. Dabei verbinden sich die einzelnen Kügelchen zu einem stabilen Werkstoff, der ggf. nach Abkühlen des Werkzeugs aus demselben entnommen werden kann.To produce a negative surface of the housing, spherical expanded polypropylene having a ball diameter of about 0.5 mm, for example, is sprayed into a correspondingly shaped tool, where it spontaneously expands into the intended mold cavities under the influence of heat and / or atmospheric moisture. In this case, the individual beads combine to form a stable material, which can optionally be removed from the same after cooling of the tool.
Eine Befestigung des Elements aus expandiertem Polypropylen auf der äußeren Oberfläche des Gehäuses kann am einfachsten durch Überstülpen des Mantels aus expandiertem Polypropylen oder durch direktes Aufbringen eines im Anschluss daran zu expandierenden Polypropylenmaterials in entsprechender Schichtdicke. Ist das Element aus expandiertem Polypropylen vorgesehen, im Inneren des Gehäuses, vorzugsweise zwischen Gehäuse und Zellenmodul, angebracht zu werden, so ist oftmals keine separate Befestigung nötig, da aufgrund der im Wesentlichen exakten Nachbildung der inneren Oberfläche des Gehäuses daran eine ausreichende Stabilisierung des Elements aus expandiertem Polypropylen gewährleistet wird. Sollte eine Befestigung vorgesehen werden, so kann diese auf übliche Art und Weise, beispielsweise durch Eintrag von thermischer Energie und ggf. Verpressen der aneinander zu bindenden Bauteile erfolgen.Attachment of the expanded polypropylene element to the outer surface of the housing is most easily accomplished by slipping over the expanded polypropylene jacket or by directly applying a subsequently-expanded polypropylene material of appropriate layer thickness. If the element of expanded polypropylene is intended to be mounted inside the housing, preferably between the housing and the cell module, then often no separate attachment is necessary because due to the substantially exact replica of the inner surface of the housing there is sufficient stabilization of the element is ensured expanded polypropylene. If an attachment is provided, this can be done in the usual way, for example by the introduction of thermal energy and optionally pressing the components to be bonded to one another.
Dadurch, dass als wesentliches Material des Elements zur thermischen Isolierung und Absorption von Verformungsenergie expandiertes Polypropylen eingesetzt wird, und somit erfindungsgemäß auf übliche Spritzgußteile, die unter Verwendung von teuren und aufwendigen Spritzgußmaschinen hergestellt werden, verzichtet wird, sind auch die Kosten des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens, und damit diejenigen des Energiespeichermoduls, niedrig.The fact that expanded polypropylene is used as the essential material of the element for thermal insulation and absorption of deformation energy, and thus according to the invention is dispensed with conventional injection molded parts, which are manufactured using expensive and expensive injection molding machines, are also the cost of the manufacturing method according to the invention, and so those of the energy storage module, low.
Gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung des Verfahrens zur Herstellung eines Energiespeichermoduls mit einem Element zur thermischen Isolierung und Absorption von Verformungsenergie in Form einer Negativoberfläche der inneren Oberfläche eines Gehäuse, wird das entsprechende Gehäuse, von dem im Vorfeld ein Negativabdruck aus expandiertem Polypropylen erstellt worden ist, zunächst auf einer Werkbank fixiert. Das expandierte Polypropylenmaterial in Form der Negativoberfläche der Innenfläche des Gehäuses wird in das Gehäuse eingefügt. Anschließend werden die vorgesehenen Zellenmodule eingesetzt.According to an exemplary embodiment of the method for producing an energy storage module with a thermal insulation and absorption of deformation energy element in the form of a negative surface of the inner surface of a housing, the corresponding housing, of which a negative impression of expanded polypropylene has been prepared beforehand, first arises fixed to a workbench. The expanded polypropylene material in the form of the negative surface of the inner surface of the housing is inserted into the housing. Subsequently, the intended cell modules are used.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Fertigen eines Elements zur thermischen Isolierung und Absorption von Verformungsenergie die Bereitstellung von Ausnehmungen in dem Element zum späteren Einbringen weiterer Komponenten umfasst. Ausnehmungen sind, wie bereits beschrieben, beispielsweise Taschen oder allgemein Vertiefungen, in die weitere Komponenten, wie z. B. elektrische Anschlüsse, Leitungen, Befestigungsmittel und andere Komponenten in das erfindungsgemäße Energiespeichermodul integriert werden können.In an advantageous embodiment of the method according to the invention, it is provided that the manufacture of an element for thermal insulation and absorption of deformation energy comprises the provision of recesses in the element for later introduction of further components. Recesses are, as already described, for example, pockets or generally depressions, in the other components, such. B. electrical connections, lines, fasteners and other components can be integrated into the energy storage module according to the invention.
Die im Rahmen des erfindungsgemäßen Energiespeichermoduls beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen finden entsprechend vorteilhafte Anwendung im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des Energiespeichermoduls.The advantageous embodiments described within the scope of the energy storage module according to the invention find correspondingly advantageous application in the context of the method according to the invention for producing the energy storage module.
Somit wird erfindungsgemäß ein platzsparendes, bzw. raumsparendes Energiespeichermodul bereitgestellt, das sich durch eine ausgezeichnete Stabilität, insbesondere in Bezug auf einwirkende Wärmestrahlung oder allgemein thermische Energie, also durch thermisch isolierende Eigenschaften, Elektrolytstabilität und Stabilität im Hinblick auf einwirkende Verformungsenergien, wie beispielsweise Crashenergie, auszeichnet. Das Energiespeichermodul weist gegenüber herkömmlichen Energiespeichermodulen ein geringes Eigengewicht auf, was es besonders geeignet macht für Kraftfahrzeuge in Leichtbauweise. Durch das erfindungsgemäß vorgesehene Verfahren wird auf einfache, effiziente Weise, ohne hohen technischen oder logistischen Aufwand kostengünstig ein Energiespeichermodul mit hervorragenden Stabilitätseigenschaften bereitgestellt, das einfach und individuell umsetzbar Ist, was zur Senkung der Herstellkosten des Energiespeichermoduls und damit der Gesamtkosten desselben, beiträgt. Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist dabei die Verwendung von expandiertem Polypropylen für das integrierte Element zur thermischen Isolation und Absorption von Verformungsenergie.Thus, according to the invention, a space-saving or space-saving energy storage module is provided, which is distinguished by excellent stability, in particular with regard to acting thermal radiation or generally thermal energy, ie by thermally insulating properties, electrolyte stability and stability with regard to acting deformation energies, such as crash energy , The energy storage module has a low weight compared to conventional energy storage modules, which makes it particularly suitable for motor vehicles in lightweight construction. The inventively provided method is provided in a simple, efficient manner, without high technical or logistical cost cost an energy storage module with excellent stability properties, which is simple and individually implemented, which contributes to reducing the manufacturing costs of the energy storage module and thus the total cost thereof. Essential to the present invention is the use of expanded polypropylene for the integrated element for thermal insulation and absorption of deformation energy.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Showing:
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Element zur thermischen Isolierung und Absorption von VerformungsenergieElement for thermal insulation and absorption of deformation energy
- 1010
- Befestigungsplätzeinstallation locations
- 1111
- TaschenBags
- 1212
- Schichtdickelayer thickness
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