Модуль аккумуляторной батареи с корпусом модуля аккумуляторной батареи и элементами аккумуляторной батареи

Модуль аккумуляторной батареи с корпусом модуля аккумуляторной батареи и элементами аккумуляторной батареи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к модулю аккумуляторной батареи, содержащему корпус модуля аккумуляторной батареи с частями из пластика и несколько призматических элементов аккумуляторной батареи, которые имеют корпус элемента с четырьмя боковыми стенками.

Перезаряжаемые элементы аккумуляторной батареи имеют большое значение во многих областях техники. Они часто применяются для приложений, в которых требуется только незначительная сила тока, как, например, мобильные телефоны. Наряду с этим, имеется большая потребность в элементах аккумуляторной батареи для приложений с током большой силы, прежде всего для электрического привода транспортных средств. Именно в автомобильной области применяются многочисленные модули аккумуляторной батареи, которые состоят из нескольких призматических элементов аккумуляторной батареи, поскольку такие элементы аккумуляторной батареи позволяют осуществить компактное построение модуля аккумуляторной батареи и использовать находящееся в распоряжении на автомобиле пространство наилучшим образом.

Модуль аккумуляторной батареи содержит несколько элементов аккумуляторной батареи, которые поставляют характерное для элемента напряжение. Напряжение зависит от использованного сочетания материалов. Один или несколько модулей батареи, соединенных электрически, образуют батарею. Для выполнения требований к мощности и энергоемкости батареи, модули аккумуляторной батареи строятся из нескольких элементов аккумуляторной батареи, которые соединяются электрически последовательно и/или параллельно.

Во время эксплуатации батареи выделяется тепло, причем количество тепла среди прочего зависит от использованного в элементе аккумуляторной батареи электролитного раствора. Из уровня техники известны несколько перезаряжаемых батарей, которые предусматривают охлаждение батареи охлаждающим устройством. Например, в US 2003/0017384 А1 показаны элементы аккумуляторной батареи, в которых металлическая пластина интегрирована в боковую стенку корпуса и примыкает к пластинчатой теплопередающей детали. ЕР 2380223 А1 предусматривает для батареи с элементами аккумуляторной батареи теплопередающие элементы и теплопередающие пластины в корпусе, причем отведение тепла от элементов аккумуляторной батареи производится посредством теплопроводных устройств. Например, наряду с охлаждением элементов аккумуляторной батареи посредством охлаждающих пластин в уровне техники также предусматривается жидкостное охлаждение или воздушное охлаждение, описанное, например, в US 7981538 или в US 6296968 на примере никель-кадмиевой батареи и металл-гидридной батареи.

Из уровня техники известны также охлаждающие пластины, выполненные между элементами аккумуляторной батареи, которые содержат охлаждающие каналы в форме меандра. При этом охлаждающие каналы образованы штампованной или иначе деформированной первой пластиной, причем открытая сторона каналов запирается второй пластиной. Обе пластины имеют одинаковую толщину. В качестве подходящего материала предлагаются металл или полимеры. Такое выполнение показано, например, в US 2009/0258289 А1.

В WO 2008/050211 для охлаждения отдельных элементов аккумуляторной батареи использованы прокладки («spacing plates» - англ.), которые сформированы таким образом, что между двумя соседними элементами аккумуляторной батареи может протекать воздух для охлаждения. В US 2003/0008205 А1 описана охлаждающая структура, которая содержит между двумя соседними элементами аккумуляторной батареи несколько сформированных треугольными стеночных элементов, которые образуют зигзагообразную внутреннюю структуру между двумя по существу параллельными стенками. Через полученные воздушные пространства может протекать воздух для охлаждения. Примененные стенки, а также зигзагообразная внутренняя структура состоят в каждом случае из пластин одинаковой толщины.

Перезаряжаемые элементы литиевых аккумуляторных батарей на практике представлены почти исключительно литий-ионными элементами. Как правило, отрицательный электрод состоит из графита, который размещается на медном контактном материале. Положительный электрод основан, как правило, на литий-кобальт-оксиде, который снабжен алюминиевым проводником. Транспорт ионов в пределах элемента производится посредством электролитного раствора, который обеспечивает подвижность ионов. Электролитный раствор состоит, как правило, из соли лития, которая растворена в органическом растворителе или смеси растворителей. Такие органические литий-ионные элементы критичны в отношении их безопасности, поскольку органический растворитель электролитного раствора горючий и имеет низкую температуру воспламенения, что вынуждает избегать повышения температуры в пределах элемента. Это относится, прежде всего, к батареям для приложений с током большой силы. Во избежание таких опасностей предпринимаются меры по точному регулированию процессов заряда и процессов разряда, а также при конструировании батарей с литий-ионными элементами. Дополнительно, зачастую производится охлаждение батареи.

Вопреки усилиям из уровня техники оптимизировать перезаряжаемые модули батарей для приложений с токами большой силы и выполнить частично противоположные требования, по-прежнему имеется потребность в улучшенном модуле аккумуляторной батареи, который отвечает, прежде всего, следующим требованиям:

очень хорошие электрические показатели производительности, прежде всего высокая энергетическая плотность при больших токах разряда,

повышение надежности, также в особенных пограничных условиях в транспортном средстве,

незначительный вес для достижения высокого энерговыделения на единицу веса (килограмм),

компактное построение для предоставления в распоряжение возможно большего количества электрической энергии на единицу объема,

высокая механическая прочность корпуса модуля аккумуляторной батареи, незначительная стоимость за счет малозатратных материалов и, возможно, более простые способы производства.

Известные из уровня техники проблемы решены соответствующим изобретению модулем аккумуляторной батареи с признаками пункта 1 формулы изобретения. При этом было учтено, что наряду с охлаждением, также решающую роль играют корпус и его прочность.

Согласно изобретению модуль аккумуляторной батареи, используемый в качестве источника энергии, содержит корпус модуля аккумуляторной батареи с частями из пластика и несколько призматических элементов аккумуляторной батареи. Элементы аккумуляторной батареи содержат корпус элемента с четырьмя, предпочтительно, металлическими боковыми стенками, из которых две параллельные боковые стенки больше двух других боковых стенок. Корпус элемента аккумуляторной батареи препятствует удалению из элемента электролита или содержащихся в нем растворителей в жидкой или газообразной форме. В противоположность этому, в элементах с твердым электролитом («solid electrolyte» - англ.) можно отказаться от корпуса элемента. Элементы аккумуляторной батареи содержат электролитный раствор, который основан, предпочтительно, на SO₂. Такие элементы аккумуляторной батареи с основанным на SO₂ электролитом описаны, например, в WO 2011/098233. Предпочтительно, по меньшей мере, положительный электрод содержит активный материал, состав которого включает в себя литий.

Корпус модуля аккумуляторной батареи включает в себя охлаждающую систему с проточной структурой и текучим хладагентом. Хладагент может быть представлен как газом, так и охлаждающей жидкостью. В последующем без ограничения общности понятия «охлаждающая текучая среда» используется термин «охлаждающая жидкость». Корпус модуля аккумуляторной батареи содержит по меньшей мере одно входное отверстие и по меньшей мере один выходное отверстие хладагента, которые находятся в гидродинамическом соединении с проточной структурой охлаждающей системы. Предпочтительно, корпус модуля аккумуляторной батареи содержит точно одно входное отверстие и точно одно выходное отверстие хладагента. Предпочтительно, проточная структура начинается во входном отверстии хладагента и заканчивается в выходном отверстии хладагента корпуса.

Модуль аккумуляторной батареи построен таким образом, что между двумя соседними элементами аккумуляторной батареи размещена перегородка из пластика, которая расположена по существу параллельно большим боковым стенкам элементов аккумуляторной батареи. Канал проточной структуры, по меньшей мере, частично проходит в перегородке и образован посредством выемки перегородки. Выемка перегородки открыта по меньшей мере к одной соседней боковой стенке элемента аккумуляторной батареи. Выемка перегородки получена путем удаления материала из первоначальной перегородки. За счет этого образован односторонне или двусторонне открытый канал. В области выемки толщина перегородки уменьшена по отношению к областям, которые не образованы выемкой. В случае двусторонне открытой выемки никакого материала более не имеется в наличии. Понятие «выемка проточной структуры» следует понимать в указанном смысле.

Между боковой стенкой элемента аккумуляторной батареи и перегородкой расположен пластиковый разделительный слой. Предпочтительно, его материал отличен от материала перегородки. Толщина пластикового разделительного слоя меньше толщины перегородки. Пластиковый разделительный слой расположен таким образом, что образованный посредством выемки канал охлаждающей системы закрыт в перегородке пластиковым разделительным слоем. За счет этого предотвращен выход протекающего в канале проточной структуры хладагента из канала и его непосредственный контакт с боковой стенкой элемента аккумуляторной батареи, которая состоит, предпочтительно, из металла. Тем самым обеспечено отсутствие каких-либо повреждений металлической боковой стенки элемента аккумуляторной батареи со стороны хладагента. Выбор хладагента может быть произведен вне зависимости от его реакции с металлами.

В предпочтительном варианте осуществления перегородка содержит элементы или средства для фиксации и удерживания соседнего элемента аккумуляторной батареи в его положении. Например, этими элементами могут быть крепления, которые задают относительное положение между перегородкой и элементом аккумуляторной батареи. В предпочтительном варианте осуществления перегородка содержит для этого днище перегородки, которое простирается, по меньшей мере, частично под соотнесенным перегородке элементом аккумуляторной батареи. Также предпочтительно, перегородка дополнительно или альтернативно может содержать верхнюю сторону перегородки, которая простирается, по меньшей мере, частично над верхней стороной корпуса элемента аккумуляторной батареи соседнего элемента аккумуляторной батареи. Также предпочтительно, боковая стенка перегородки, входящая в состав перегородки, может служить дополнительно или факультативно для позиционирования элемента аккумуляторной батареи. Наряду с этим, боковая стенка средней части перегородки или боковая стенка распределительной области перегородки может служить как позиционирующее приспособление и крепление для элемента аккумуляторной батареи. В распределительной области проложены распределительный канал и коллекторный канал, а также пропускная выемка для стяжного устройства. Стенка, обозначенная как боковая стенка распределительной области, совместно с боковой стенкой перегородки может фиксировать и удерживать элемент аккумуляторной батареи в его горизонтальном положении. Верхняя сторона перегородки может фиксировать и удерживать элемент аккумуляторной батареи в его вертикальном положении совместно с днищем перегородки. Предпочтительно, верхняя сторона перегородки содержит выемку для доступа электрических присоединений элемента аккумуляторной батареи. Очевидно, только части стенок, верхней стороны или днища могут служить в качестве удерживающих элементов.

Боковая стенка перегородки, боковая стенка распределительной области, днище перегородки и верхняя сторона перегородки образуют, предпочтительно, совместную удерживающую структуру в форме рамки, которая приспособлена к элементам аккумуляторной батареи. В предпочтительном варианте осуществления эта удерживающая структура в форме рамки расположена как на передней стороне, так и на обратной стороне перегородки. Если элемент аккумуляторной батареи позиционируется между двумя перегородками, то он, предпочтительно, полностью окружен перегородками и предусмотренными удерживающими структурами. За счет этого сделано возможным не только надежное и заданное крепление элемента аккумуляторной батареи, но одновременно также обеспечена изоляция корпуса элемента батареи от окружающей среды. Выполненный из металла корпус элемента батареи не имеет, таким образом, контакта с окрестностью корпуса батареи.

Следовательно, перегородка исполняет несколько функций одновременно, а именно изоляции элемента аккумуляторной батареи от окружающей среды и крепления элемента аккумуляторной батареи в заданном положении. Сверх того, несколько перегородок совместно образуют часть корпуса батареи. Прежде всего, по меньшей мере, части боковой стенки корпуса батареи образованы боковыми стенками перегородки. Дополнительно, обеспечено эффективное охлаждение элементов аккумуляторной батареи.

Размещение частей охлаждающей системы в перегородках обладает тем преимуществом, что хладагент привносится в непосредственную близость к элементам аккумуляторной батареи. При этом сделано возможным охлаждение по большой площади, что позволяет снижать температуру элементов аккумуляторной батареи очень эффективно и действенно. Толщина пластикового разделительного слоя между боковой стенкой элемента аккумуляторной батареи и перегородкой поэтому, предпочтительно, существенно меньше толщины перегородки, что обеспечивает возможность более хорошей теплопередачи от обладающей высокой теплопроводностью боковой стенки элемента аккумуляторной батареи к текучему хладагенту в канале перегородки.

Давление пара электролитных растворов, которые основаны на SO₂, зависит от доли SO₂, которую содержит электролитный раствор, и от температуры. Элементы аккумуляторной батареи, которые содержат такой электролитный раствор, имеют проблему повышения давления в элементе аккумуляторной батареи при повышении температуры, что ведет к расширению корпуса элемента аккумуляторной батареи. Поэтому особенно необходимо особо эффективное охлаждение таких элементов аккумуляторной батареи.

Также проблемой является расширение или же вспучивание электродов во время эксплуатации («swelling» - англ.) в элементах аккумуляторной батареи, как например, в органических литий-полимерных элементах. Также и в элементах аккумуляторной батареи с основанным на SO₂ электролитным раствором необходимо учитывать этот феномен. Наряду с охлаждением конструкция батареи должна противодействовать также этому явления за счет восприятия внутреннего давления. Это может производиться, например, стяжным устройством, стяжной лентой, усиленными боковыми стенками или стенками корпуса, такими как усиленная торцевая стенка, или стабильными под давлением перегородками.

Для обеспечения наилучшей теплопередачи толщина пластикового разделительного слоя значительно уступает толщине перегородки. Предпочтительно, толщина пластикового разделительного слоя составляет максимально 20% толщины перегородки. В рамках изобретения было обнаружено, что толщина пластикового разделительного слоя составляет для обеспечения особо хорошей теплопередачи максимально 10%, предпочтительно максимально 5%, более предпочтительно максимально 1%, толщины перегородки. Последующие исследования показали, что толщина пластикового разделительного слоя должна составлять, предпочтительно, максимально 1 мм. Пластиковый разделительный слой толщиной максимально 0,5 мм, предпочтительно максимально 0,1 мм, более предпочтительно максимально 0,01 мм, улучшает теплопередачу еще более. При этом также было показано, что пластиковый разделительный слой должен состоять преимущественно из полиамида. Пластики из полиамидов (ПА) могут быть легко переработаны в полупрозрачные пленки. Материал отличается большой теплостойкостью, а также высокими электрическими изолирующими свойствами. Преимущественно используется продукт полиамид РА66.

Предпочтительно, толщина перегородки значительно больше толщины пластикового разделительного слоя. Предпочтительно, толщина перегородки составляет максимально 20 мм, особо предпочтительно максимально 10 мм и, наиболее предпочтительно максимально 7 мм. Исследования показали, что толщина перегородки может быть уменьшена, предпочтительно, еще более таким образом, что она составляет, предпочтительно максимально 5 мм, особо предпочтительно максимально 4 мм. Прежде всего, предпочтительна толщина 3 мм. Уменьшение толщины перегородки до менее 1 мм не имеет смысла. Предпочтительно, толщина перегородки должна была быть не менее 2 мм. Чем тоньше перегородка может быть реализована, тем выше плотность упаковки в пределах модуля аккумуляторной батареи, то есть, при более тонких перегородках большее количество элементов аккумуляторной батареи может быть объединено в том же самом объеме в корпусе модуля аккумуляторной батареи. Следовательно, тонкая перегородка обеспечивает лучшее использование объема корпуса модуля аккумуляторной батареи.

Разумеется, перегородка не может быть выполнена произвольно тонкой, поскольку она должна выдерживать, с одной стороны, возникающие силы, прежде всего, в элементах аккумуляторной батареи, которые основаны на SO₂. Кроме того, должен быть обеспечен достаточный расход охлаждающей текучей среды для реализации требуемой теплопроизводительности. Кроме того, скругленный в поперечном сечении или прямоугольный канал может иметь различные поперечные сечения. Например, должно быть обеспечено протекание, предпочтительно, по меньшей мере одного литра охлаждающей жидкости в минуту, более предпочтительно расход составляет 1,5 л/мин, наиболее предпочтительно по меньшей мере 1,6 л/мин. Для этого в перегородке должна быть соответствующим образом выполнена проточная структура. Исследования модуля аккумуляторной батареи с 12 элементами, которые расположены в двух рядах, показали в итоге, например, что расход по меньшей мере 2,25 л/мин является наиболее предпочтительным. В общем, в рамках изобретения было обнаружено, что выгоден расход по меньшей мере 0,125 л/мин через элемент аккумуляторной батареи, и особо предпочтительно, расход составляет по меньшей мере 0,18 л/мин через элемент аккумуляторной батареи.

Текучая среда служит для транспортировки тепла к поверхности элементов аккумуляторной батареи или от нее. Вид текучей среды (газообразная или жидкая), ее теплоемкость, входная температура и расход должны быть приспособлены к тепловому балансу элемента аккумуляторной батареи. Тепловой баланс зависит от электрической нагрузки, геометрии элемента и теплоемкостей используемых в элементах материалов. При незначительной электрической нагрузке элемент может охлаждаться посредством газообразной охлаждающей среды, например воздуха. При высоких нагрузках предпочтительно охлаждение с помощью жидкой охлаждающей среды.

Предпочтительна перегородка из пластика, особо предпочтительна из темного пластика, такого как, например, PA6T/6I. Пластиковый разделительный слой, который состоит, предпочтительно, из полупрозрачной пленки РА66, может тогда быть приварен посредством лазерной сварки к перегородке. Пластиковый разделительный слой и перегородка соединяются друг с другом таким образом, что открытые стороны выемок заперты в перегородке, предпочтительно, в зависимости от вида текучей среды, заперты непроницаемо для жидкости и/или непроницаемо для газа.

В предпочтительном варианте осуществления соответствующего изобретению модуля аккумуляторной батареи пластик перегородки является термопластическим. В этом случае перегородку можно изготавливать методом литья под давлением таким образом, что каналы проточной структуры могут быть сформированы почти в любых формах непосредственно в перегородке. Выемка может быть выполнена в перегородке, предпочтительно, в форме меандра. Меандр простирается от нижней области перегородки вплоть до верхней области. За счет этого получена относительно большая поверхность охлаждения, которая граничит с боковой стенкой элемента аккумуляторной батареи и омывается хладагентом. Несмотря на это сохранена прочность перегородки.

Наиболее предпочтительным является меандр канала, который содержит петли меандра, располагающиеся теснее друг к другу в направлении потока охлаждающей среды. Предпочтительно, петли меандра располагаются теснее в верхней области перегородки таким образом, что имеющаяся поверхность теплопередачи увеличивается в направлении вверх. Тем самым хорошее охлаждение обеспечено также в верхней области, несмотря на то, что хладагент на своем пути в направлении потока уже нагрелся, поскольку воспринял тепло соседних элементов аккумуляторной батареи в нижней области перегородки. Подходящим выбором числа и длины петель меандра, а также расстояния между ними может быть достигнуто хорошее и равномерное охлаждение элементов аккумуляторной батареи по всей ее боковой поверхности. Меандры могут быть выполнены также единообразными таким образом, что петли меандра равны друг другу или же имеют одинаковое расстояние друг от друга.

В предпочтительном варианте осуществления в перегородке предусмотрена выемка проточной структуры, которая простирается по всей толщине перегородки. Выемка образует двусторонне открытый канал, который открыт к обеим соседним боковым стенкам элементов аккумуляторной батареи. За счет этого производится эффективное охлаждение обоих соседних элементов аккумуляторной батареи. Перегородка оснащена в этом случае на своей передней стороне и на обратной стороне прокладкой, выполненной для запирания выемки на обеих сторонах для предотвращения выхода из нее хладагента.

В альтернативном, весьма предпочтительном варианте осуществления выемка проточной структуры выполнена в виде односторонне открытого канала и открыта только к одному из соседних элементов аккумуляторной батареи. Предпочтительно, перегородка содержит вторую выемку проточной структуры, которая образует другой односторонне открытый канал, который открыт к противоположной длинной стороне перегородки. Предпочтительно, два открытых в каждом случае к противоположным сторонам каналам расположены по отношению друг к другу со смещением. Оба этих канала также могут быть выполнены в форме меандра.

В особом варианте осуществления соответствующего изобретению модуля аккумуляторной батареи находящееся в гидродинамическом соединении с каналом входное отверстие хладагента расположено в перегородке ниже выходного отверстия хладагента. Наиболее предпочтительно, входное отверстие хладагента расположено в нижней половине корпуса модуля аккумуляторной батареи. Наиболее предпочтительно, входное отверстие хладагента и/или выходное отверстие хладагента содержит быстроразъемное соединение. Оно делает возможным простое и приводимое в действие без инструментов присоединение модуля аккумуляторной батареи к внешней охлаждающей системе. Такое быстроразъемное соединение может быть выполнено, например, похожим на употребительные присоединения сжатого воздуха. Как быстроразъемное соединение, так и расположенная в гибкой трубе сопряженная деталь выполнены, предпочтительно, из металла и соединяются простым введением друг в друга с одновременным относительно друг друга уплотнением. В практическом использовании возможны быстрая замена и простой монтаж модуля аккумуляторной батареи. Поскольку не предусмотрено использование какого-либо специального инструмента, охлаждающая система может быть легко отсоединена. Другая возможность быстроразъемного соединения представлена, например, быстроразъемным соединением KV2 производства SMC Corporation of America или выполнением, сходным со штыковым затвором. Быстроразъемное соединение всегда обслуживается без инструмента и не требует завинчивания на несколько оборотов.

В предпочтительном варианте осуществления пластик частей корпуса модуля аккумуляторной батареи армирован волокном, особо предпочтительно армирован стекловолокном. В качестве особо предпочтительного показал себя армированный стекловолокном полиамид. Предпочтительным материалом является, например, полиамид PA 6T/6I. Такие материалы очень хорошо выполняют требования к легкому, не проводящему, стойкому материалу корпуса. Они обладают незначительным весом при одновременно очень высокой прочности. Механические свойства дополнительно повышены при применении армированных стекловолокном пластиков таким образом, что, прежде всего, так называемая ударная прочность отчетливо увеличена, что ведет к повышению надежности при использовании в транспортных средствах. В случае столкновения или аварии, например, при фронтальном ударе, данная батарея в большинстве случаев не повреждается, прежде всего, содержащиеся в корпусе модуля аккумуляторной батареи элементы аккумуляторной батареи остаются, как правило, целыми.

Наряду с этим, армированный стекловолокном полиамид имеет то преимущество, что он защищает не только против действия внешних сил, но и от внутреннего давления, возникающего в элементах аккумуляторной батареи, которые основаны, прежде всего, на SO₂. Поскольку такие элементы аккумуляторной батареи во время процесса заряда и процесса разряда нагреваются и расширяются, армированный стекловолокном корпус модуля аккумуляторной батареи одновременно предоставляет также механическую прочность в отношении этого давления таким образом, что корпус, по меньшей мере, частично способен воспринимать соответствующие силы.

Жесткость и прочность корпуса модуля аккумуляторной батареи повышена, предпочтительно, также посредством снабжения торцевых стенок корпуса модуля аккумуляторной батареи ребристой структурой. Передняя стенка и задняя стенка, которые расположены по существу параллельно большим боковым стенкам элементов аккумуляторной батареи, содержат, предпочтительно, поперечные и/или продольные распорки. Они могут быть представлены, например, простирающимися горизонтально и вертикально на внешней стороне стенок ребрами и образовывать сетчатую структуру жесткости.

В предпочтительном варианте осуществления торцевые стенки корпуса модуля аккумуляторной батареи выполнены двухчастными. В этом случае торцевая стенка содержит замыкающую стенку, которая соседствует с внешним элементом аккумуляторной батареи корпуса, и внешнюю стенку, которая образует переднюю стенку или же заднюю стенку корпуса батареи. Предпочтительно, замыкающая стенка содержит односторонне открытую выемку, которая уплотнена на обращенной к элементу аккумуляторной батареи стороне пластиковым разделительным слоем. На обращенной от элемента аккумуляторной батареи стороне замыкающая стенка выполнена, предпочтительно, по существу плоской. Она может содержать выемки, гнезда, выступы или похожие структурные элементы, выполненные для обеспечения ее относительного положения к внешней стенке. Внешняя стенка содержит в этом случае на ее внутренней стороне соответствующие элементы, выполненные для сцепления с установочными элементами замыкающей стенки. Замыкающая стенка и/или торцевая стенка могут содержать в каждом случае также удерживающие элементы для позиционирования и крепления элемента аккумуляторной батареи. Эти удерживающие элементы могут быть образованы на перегородках, например, по меньшей мере, на частях соответствующих боковых стенок, днища, верхней стороны и/или боковой стенки распределительной области и/или на соответствующим структурных элементах (боковая стенка, днище, и т.д.).

Внутренняя сторона внешней стенки в любом случае по существу плоская за исключением соответствующих установочных элементов, которые являются факультативными. Сверх того, она так же, как и замыкающая стенка, может содержать, очевидно, пропускную выемку, распределительный канал и/или коллекторный канал. На внешней стороне внешней стенки могут быть расположены элементы жесткости, которые могут быть образованы распорками или схожими элементами. При двухчастном выполнении торцевой стенки внешняя стенка выполнена, предпочтительно, из пластика или металла, особо предпочтительно из алюминия. Другие виды металла также возможны, например, отливка из алюминия или тому подобное. За счет этого повышена жесткость внешней стенки. Факультативно, внешняя стенка на ее внешней стороне может предусматривать выемки, например, глухие отверстия или птицеподобные глухие выемки. Таким образом, прочности ущерб не причиняется, но вес может быть снижен.

Предпочтительно, входное отверстие хладагента и выходное отверстие хладагента расположены в внешней стенке или торцевой стенке корпуса батареи. Они могут принимать быстроразъемное соединение или другие соединения для присоединения системы хладагента и закрывать с уплотнением контур циркуляции хладагента. Предпочтительно, присоединения для входа хладагента и выхода хладагента расположены как в передней, так и в задней внешней стенке или торцевой стенке. За счет этого обеспечены возможности проточного соединения нескольких корпусов батареи друг с другом и расширения охлаждающей системы на несколько батарей. Если батарея используется в отдельности (автономный вариант), входное отверстие хладагента и выходное отверстие хладагента запираются в этом случае заглушками с уплотнением. Они могут быть, например, представлены пробками и т.п. Предпочтительно, входное отверстие хладагента и выходное отверстие хладагента расположены в противоположных стенках батареи. В этом случае либо входное отверстие хладагента, либо выходное отверстие хладагента заперто заглушкой в каждой внешней стенке или торцевой стенке корпуса батареи. Соответствующая другая сторона содержит заглушку в соответствующем другом входном отверстии или же выходном отверстии.

С целью дальнейшего повышения способности к восприятию возникающих давлений, в предпочтительном варианте осуществления соответствующего изобретению модуля аккумуляторной батареи несколько элементов аккумуляторной батареи и расположенные между ними перегородки охвачены стяжным устройством. Предпочтительно, стяжное устройство выполнено из металла. Стяжное устройство поддерживает армированный стекловолокном корпус для предотвращения расширения элементов аккумуляторной батареи и, таким образом, всего модуля аккумуляторной батареи.

Наиболее предпочтительно, стяжное устройство включает в себя стяжную ленту, прежде всего металлическую стяжную ленту. Она легко монтируется и используется и одновременно имеет относительно незначительный вес. Кроме того, стяжная лента гибка и может быть приспособлена к различным формам корпуса, что выгодно, прежде всего, при модульном построении модуля аккумуляторной батареи. Наиболее предпочтительным является лазерное сваривание стяжной ленты таким образом, что оба ее конца замыкаются. Концы могут перекрываться таким образом, что образуется достаточно большая поверхность для сваривания. В другом предпочтительном варианте осуществления стяжная лента запирается посредством самоудерживающегося быстродействующего замка. В качестве особо предпочтительного показал себя самоудерживающийся быстродействующий замок, позволяющий простым способом натягивать стяжную ленту вручную или посредством инструмента, такого как, например, зажимные клещи.

Если элементы аккумуляторной батареи расположены в модуле аккумуляторной батареи в двух рядах (стопках), каждый ряд элементов аккумуляторной батареи, а также соответствующие части корпуса может охватывать по одной стяжной ленте. Предпочтительно, корпус модуля аккумуляторной батареи содержит пропускную выемку между рядами элементов батареи (стопками), через которую пропущена стяжная лента. Стяжная лента может быть также двукратно пропущена через пропускную выемку, например, в форме восьмерки. Таким образом, оба ряда могут быть обтянуты лентой. Дополнительно, одна другая стяжная лента может быть натянута вокруг всего модуля аккумуляторной батареи.

В предпочтительном варианте осуществления модуль аккумуляторной батареи построен модульно. Поскольку модуль аккумуляторной батареи включает в себя несколько соединенных элементов аккумуляторной батареи в зависимости от требуемых энерговыделения и уровня напряжения, величина корпуса модуля аккумуляторной батареи варьируется в зависимости от числа элементов аккумуляторной батареи. Предпочтительно, поэтому перегородки на их коротких боковых торцах содержат по одной боковой стенке перегородки, которые, по меньшей мере, частично выступают за малые боковые стенки корпуса элемента батареи. Предпочтительно, боковые стенки перегородки вместе с другими перегородками и их боковыми стенками перегородки образуют боковую стенку корпуса модуля аккумуляторной батареи. Наиболее предпочтительно, соответствующие боковые стенки перегородки соответствуют друг другу таким образом, что они сцепляются друг с другом, и особо предпочтительно, фиксируют друг друга.

В равно предпочтительном варианте осуществления перегородка содержит днище перегородки, которое, по меньшей мере, частично выступает под элементами аккумуляторной батареи и образует, предпочтительно, совместно с другими днищами перегородки днище корпуса модуля аккумуляторной батареи. Предпочтительно, днища перегородок соответствуют друг другу таким образом, что они сцепляются друг с другом, и особо предпочтительно, фиксируют друг друга. Таким образом, путем добавления последующих перегородок, как днище, так и боковые стенки корпуса модуля аккумуляторной батареи могут быть увеличены. Необходим только один конструктивный элемент, а именно перегородка, для продления как днища, так и боковой стенки корпуса модуля аккумуляторной батареи. За счет использования соответствующей формы обеспечен простой монтаж. Одновременно, посредством фиксирующих друг друга перегородок удерживаются располагающиеся между ними элементы аккумуляторной батареи. Прочность корпуса модуля аккумуляторной батареи тем самым еще более повышена.

Такой соответствующий изобретению модуль аккумуляторной батареи используется, предпочтительно, на автомобиле, поскольку он выполняет требуемые в уровне техники требования улучшенным образом. С одной стороны, производится оптимизированное охлаждение элементов аккумуляторной батареи, что позволяет избегать повышения температуры элементов. С другой стороны модуль предлагает повышенную прочность и надежность. Поскольку охлаждение предотвращает сильное повышение температуры батареи, расширение элементов аккумуляторной батареи с основанным на SO₂ электролитным раствором также уменьшено или предотвращено. Для восприятия возникающих сил, тем не менее, возможно выполнять корпус модуля аккумуляторной батареи со стекловолоконным армированием. Фиксирование перегородок повышает прочность и дает возможность воспринимать возникающие во время эксплуатации силы. Дополнительно может быть предусмотрено стяжное устройство, например, в форме стяжной ленты. В целом, тем не менее, модуль аккумуляторной батареи не только очень прочен, но имеет также действительно незначительный вес. За счет применения одно- или двусторонне открытых выемок в промежуточном слое и уплотнения образованных тем самым каналов посредством тонкого пластикового разделительного слоя место в пределах корпуса модуля аккумуляторной батареи используется наилучшим образом, что позволяет существенно увеличить энерговыделение на единицу объема. Это достигнуто при одновременном повышении энерговыделения на единицу веса.

Изобретение более подробно разъясняется в последующем при по