CN103682514B - 电池装置和机动车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池装置，该电池装置具有至少两个互连的电池模块并且具有至少一个冷却板，该冷却板被安排在两个电池模块之间、用于冷却这两个电池模块。在此，本发明的本质在于包盖该电池装置的一个壳体配备有一个框架结构，其中该至少一个冷却板由一股流体流穿过并且是由连接到彼此上的两个金属层形成，并且其中该至少一个冷却板至少通过其多个端侧而被固定地连接到该框架结构上并且加固该框架结构。以此方式，能够提供一种展现高功率并且坚固的电池装置。

Description

电池装置和机动车辆
技术领域
本发明涉及一种电池装置，该电池装置具有至少两个互连的电池模块并且具有至少一个冷却板，该冷却板被安排在两个电池模块之间。本发明还涉及一种具有所述类型的电池装置的机动车辆。
背景技术
US2011/0212355A1披露了一种这类的电池装置，该电池装置具有多个互连的电池模块并且具有安排在所述电池模块之间用于冷却这些电池模块的多个冷却板。
US2011/0162821A1披露了一种用于冷却太阳能电池的冷却系统。
US6,821,671B2则披露了一种具有多个电池模块或多个电池单体的电池装置，其中多个冷却板被安排在这些单独的电池单体之间，这些冷却板是冷却鳍片形式的、没有流体穿过。在此，这些冷却鳍片同时起到加固该电池装置的作用，但不与这些电池单体直接接触。
DE102008034863B4披露了一种电池，特别是一种锂离子电池，该电池具有以串联或并联方式互连的多个单独的单体，并且具有一个冷却板，该冷却板被安排在这些单独的单体上的电极侧并且被紧固到一个电池壳体上。在此，该冷却板被紧固到该电池壳体的多个紧固点上，以便在水平方向上是至少部分地可移动的，并且由此该冷却板至少在一定程度上是与该电池壳体分离的并且是独立于该电池壳体可移动的。
发明内容
本发明所关心的问题是指明一种用于这类电池装置的改善的实施例，具体地说其特征为高水平的固有刚度以及高的功率输出。
所述问题是根据本发明由下述1和8的主题来解决的。下述2-7和9-10涉及多种有利的实施例。
1.一种电池装置（1），具有至少两个互连的电池模块（2）并且具有至少一个冷却板（3），该冷却板被安排在两个电池模块（2）之间、用于冷却这些电池模块（2），其中，包盖该电池装置（1）的一个壳体（4）配备有一个框架结构（5），其中该至少一个冷却板（3）由一股流体流穿过并且是由连接到彼此上的两个金属层（7，8）形成，并且其中该至少一个冷却板（3）至少通过其多个端侧而被固定地连接到该框架结构（5）上并且使该框架结构加固。
2.如前述1所述的电池装置，其中，该至少一个冷却板（3）的两个金属层（7，8）是由钢或或者是由铝制成。
3.如前述1或2所述的电池装置，其中，该至少一个冷却板（3）是用螺钉拧紧到该框架结构（5）上的。
4.如前述1至3之一所述的电池装置，其中，该至少一个冷却板（3）与一个相关联的电池模块（2）相比更长。
5.如前述4所述的电池装置，其中，该至少一个冷却板（3）在其伸出超过该电池模块（2）的区域（10）中具有一个入口（11）和一个出口（12），该入口和出口在该冷却板（3）被安装到该电池装置（1）中时是位于该框架结构（5）内。
6.如前述之一所述的电池装置，其中，提供围绕该框架结构（5）的一个壳体外壳（6）。
7.如前述6所述的电池装置，其中，该壳体外壳（6）是由塑料或者是由金属形成，特别是是由钢或者是由铝制成。
8.一种机动车辆（13），具有一个电动机（14）并且具有如前述之一所述的一个电池装置（1）。
9.如前述8所述的机动车辆，其中，该电池装置（1）的壳体外壳（6）与该机动车辆（13）的车身底板的形状相配合。
10.如前述8或9所述的机动车辆，其中，该机动车辆（13）是电动车辆或混合动力车辆的形式
本发明所基于的一般概念是一种电池装置，该电池装置具有定向成互相平行的多个互连的电池模块、额外地配备有安排在这些电池模块之间的多个冷却板，其中所述冷却板是由连接到彼此上的两个金属层形成，所述冷却板由一股流体流穿过并且同时至少通过它们的端侧而被固定地连接到该电池装置的一个壳体的框架结构上，并且由此额外地加固所述框架结构。该电池装置因此具有一个壳体，该壳体包盖着该电池装置并且具有上述框架结构，其中这些单独的冷却板是至少通过它们的端侧而被连接到该框架结构上的，特别是通过多个螺钉，并且由此加固该框架结构。在此，安排在这些单独的、优选是平行的冷却板之间的是这些各自带有多个电池单体的电池模块，其中这些电池单体直接地或者至少热传导地接触这些冷却板。可以但不必强制地提供这些单独的电池模块到该框架结构的一种直接连接，其中这些电池模块本身不能用于加固该框架结构，因为它们由于在电池装置的使用过程中产生的温度变化而发生膨胀和收缩，并且因此在某些环境中在一种固定连接到该框架结构上的情况下会发生损坏。由于这些单独的冷却板各自是由连接到彼此上的至少两个金属层形成的，这些冷却板本身可以是具有相当高的刚性的形式，由此进而可以提高该框架结构的以及该电池装置的刚度。此外，通过流体流穿过这些冷却板，能够对安排在其间的这些单独的电池模块进行有效冷却，由此所述电池模块还可以以其最大功率长期运行。
在根据本发明的解决方案的一个有利优化中，该至少一个冷却板的两个金属层是由钢或者是由铝形成。在此，钢是相对硬的材料，由于其固有的高刚度，钢是以一种特别优选的方式适合用于加固该电池装置。此外，钢自身还作为一种良好的导热体，由此高的冷却作用可以由这些冷却板传递到有待冷却的电池模块。相比之下，由铝形成该至少一个冷却板的两层同样帮助加固该电池装置，其中铝与钢相比是相当轻的，这样必然导致的是尤其在机动车辆单纯由电动机运行时行驶范围的增加。由于铝的高导热性，还能够用所述材料获得良好的传热并且因此获得这些电池模块的良好冷却。
该至少一个冷却板有利的是长于一个相关联的电池模块。这样提供的大的优点是在伸出超过该电池模块的一个区域中，可以安排用于该冷却板的一个入口和一个出口，其中，当该冷却板被安装到该电池装置中时，所述入口和出口两者均位于该框架结构内并且由此被特别好地保护，并且此外以一种相对于安装空间优化的方式安排。取决于这些单独的冷却板的安排和/或定向，因此能够产生一个中央入口和一个中央出口，这些单独的冷却板以一种分支的方式安排在该中央入口和中央出口上。
在根据本发明的解决方案的另一个有利的实施例中，提供一个围绕该框架结构的壳体外壳，该壳体外壳可以是由塑料或者是由金属形成，特别是由钢或者由铝形成。这样一个壳体外壳具有的作用是这些单独的电池模块被安排在该壳体中以免于灰尘，这样特别是在该电池装置被安装在机动车辆的车身底板上并且在此直接暴露于来自路面的灰尘的情况下是极其有利的。在此，该壳体外壳的由塑料构成的一个实施例不仅是相对轻质的（这尤其在电动车辆或混合动力车辆的情况下是极其有利的），而且还提供了一定的防碎石撞击能力，并且还是抗腐蚀的，这样特别是在这种安排成在机动车辆的车身底板上的情况下构成了一个相当大的优点。
本发明此外基于的一般概念是一种机动车辆，该机械车辆具有装备有所述类型的电池装置的一台电动机，并且所述电池装置的壳体外壳与该机动车辆的车身底板的形状相配合。以此方式，能够获得该电池装置在该机动车辆下面的一种形状配合的布置，因此这样相对于安装空间是优化的，其中该壳体外壳毫无疑问可以承受那个位置处发生的负荷，该壳体外壳被形成为例如一种硬塑料外壳。在此，这些电池模块被安排在该壳体外壳中，以使最大可能数目的电池模块容纳在一个具有最小可能容积的壳体外壳中。
本发明的进一步的重要特征和优点将从上述2-7和9-10中、从附图中以及从基于附图的这些图形的相关说明中显现出来。
不言自明的是，以上指明的这些特征以及仍有待以下进行解释的特征不仅能够以对应说明的组合的形式来使用、而且还能够以其他组合的形式或单独地使用而不脱离本发明的范围。
附图说明
本发明的多个优选的示例性实施例展示在这些附图中并且将在以下说明中予以更详细地解释，其中相同的参考数字用于指示相同或相似的或功能上相同的部件。
在此，在各自情况下示意性的是：
图1示出了根据本发明的带有一个透明的壳体外壳的一个电池装置的视图，
图2示出了如在图1中的但不具有该壳体外壳的一个图示，
图3示出了该电池装置的一个可能的壳体外壳，
图4示出了根据本发明的装备有该电池装置的一台机动车辆的一个框架，
图5示出了根据本发明的电池装置在该机动车辆上的一个可能的安装位置。
具体实施方式
对应于图1和图2，根据本发明的一个电池装置1具有多个互连的电池模块2，这些电池模块在各自情况下具有多个单独的电池单体。在此，在所述电池模块2的至少两者之间安排了一个冷却板3，一股流体流过该冷却板，以用于冷却这些电池模块2。同样提供的是一个壳体4（参见图3），该壳体包盖着电池装置1并且基本上是由一个框架结构5以及包盖所述框架结构5的一个壳体外壳6构成。根据本发明，冷却板3现在是由连接到彼此上的两个金属层7和8形成，例如在图1中的截面图示中所示，其中此外，这些冷却板3至少通过它们的端侧而被固定地连接到框架结构5上并且加固该框架结构。具体考虑图2，从所述图中单一指示的冷却板3可以看出的是，所述冷却板通过其对应的多个端侧连接到框架结构5的一个框架部分9或9'上，并且因此使这两个框架部分9、9'相对彼此加固。该冷却板3因此不仅具有一种散热（也就是冷却）作用，还额外地加固该框架结构5并且由此加固该电池装置1。由于根据本发明的冷却板3是由连接到彼此上的两个金属层7、8以一种不透流体的方式形成的，该冷却板3展现出高的挠性刚度、并且因此特别适合于提供一种加固作用。
对于用于框架结构5和/或用于该冷却板3的这些金属层7、8的材料具体是由钢或铝制成的。这些冷却板3与对应的框架部分9、9’之间的连接、或者更广义地说与框架结构5之间的连接可以例如通过一种螺钉连接来实现，其中还可替代地想到的是焊接。
考虑图1和图2，可看出的是该冷却板3被形成为以便与相关联的电池模块2相比是显著更长的，实际上甚至长于安排在一排的两个电池模块2，这样使得该冷却板3具有伸出超过对应的电池模块2的一个区域10。在所述伸出区域10中安排了用于对应的冷却板3的一个入口11和一个出口12，其中通过这个伸出区域10，入口11和出口12两者均被安排在框架结构5内并且因此处于一种被保护的状态。
考虑图3，可看出的是整个电池装置1是由围绕或包盖该电池装置的一个壳体外壳6围绕，该壳体外壳可以由塑料或者由金属形成，特别是由钢或者由铝形成。在此，由一种防锈的并且同时轻质的材料（例如铝或塑料）形成的一个实施例对应汽车领域的应用是特别有利的。
图4和图5示出了一台机动车辆13或其一个车身本体，根据本发明的电池装置1可安排在该机动车辆的车身底板上。在此，机动车辆13可以例如是电动车辆或混合动力车辆形式的，并且相对应地具有用于提供动力的一个电动机14。为允许这个电池装置1在机动车辆13上尽可能地节省空间的一种安排，电池装置1的壳体外壳6被适配成机动车辆13的车身底板的形状。在此，壳体外壳6还可以在空气动力学方面进行优化。由于电池装置1的这种安排靠近路面，由塑料形成的一个实施例例如被推荐用于壳体外壳6，因为这样的一个实施例既不受碎石撞击的影响并且也不易受腐蚀的影响。
借助于根据本发明的电池装置1，因此有可能使特别是电动车辆或混合动力车辆装备有一个刚性的并且因此还坚固的供能装置，该供能装置由于有效的冷却还展现出特别高的功率。在此，由于这些两层式冷却板3，既获得了提高的冷却作用，而且还获得了改善的刚度。

Claims (11)

1.一种电池装置(1)，具有至少两个互连的电池模块(2)并且具有至少一个冷却板(3)，该冷却板被安排在两个电池模块(2)之间、用于冷却这些电池模块(2)，其特征在于，包盖该电池装置(1)的一个壳体(4)配备有一个框架结构(5)，且该壳体(4)基本上由所述框架结构(5)和一个壳体外壳(6)构成，其中该至少一个冷却板(3)由一股流体流穿过并且是由连接到彼此上的两个金属层(7，8)形成，并且其中该至少一个冷却板(3)至少通过其多个端侧而被固定地连接到该框架结构(5)上并且使该框架结构加固。
2.如权利要求1所述的电池装置，其特征在于，该至少一个冷却板(3)的两个金属层(7，8)是由钢或者是由铝制成。
3.如权利要求1或2所述的电池装置，其特征在于，该至少一个冷却板(3)是用螺钉拧紧到该框架结构(5)上的。
4.如权利要求1或2所述的电池装置，其特征在于，该至少一个冷却板(3)与一个相关联的电池模块(2)相比更长。
5.如权利要求4所述的电池装置，其特征在于，该至少一个冷却板(3)在其伸出超过该电池模块(2)的区域(10)中具有一个入口(11)和一个出口(12)，该入口和出口在该冷却板(3)被安装到该电池装置(1)中时是位于该框架结构(5)内。
6.如权利要求1或2所述的电池装置，其特征在于，提供围绕该框架结构(5)的一个壳体外壳(6)。
7.如权利要求6所述的电池装置，其特征在于，该壳体外壳(6)是由塑料或者是由金属形成。
8.如权利要求7所述的电池装置，其特征在于，该壳体外壳(6)是由钢或者是由铝制成。
9.一种机动车辆(13)，具有一个电动机(14)并且具有如以上权利要求之一所述的一个电池装置(1)。
10.如权利要求9所述的机动车辆，其特征在于，该电池装置(1)的壳体外壳(6)与该机动车辆(13)的车身底板的形状相配合。
11.如权利要求9或10所述的机动车辆，其特征在于，该机动车辆(13)是电动车辆或混合动力车辆的形式。
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