CN104103785A - 用于容纳多个蓄电池单池的装置、蓄电池模块和机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种装置(30)用于容纳多个蓄电池单池(20)。此外，本发明提供一种蓄电池模块(10)和一种机动车。本发明提供的装置(30)是耐化学腐蚀和耐热的并且不导电的。它的特征在于，该装置(30)在至少一个侧壁中和/或底板中具有切口(70)。该切口(70)在同时覆盖关键的位置的情况下允许多个单池的冷却和/或取决于温度的膨胀。此外该装置(30)适用于保护被容纳的多个蓄电池单池(20)不受振动和撞击，或者减小振动和撞击对被容纳的多个蓄电池单池(20)的影响。

Description

用于容纳多个蓄电池单池的装置、蓄电池模块和机动车
技术领域
本发明涉及用于容纳例如多个锂离子蓄电池单池的多个蓄电池单池的装置、具有串联和/或并联地电连接的多个蓄电池单池的蓄电池模块和机动车。
背景技术
通过改进的存储器容量、更为经常的可再充电性和更高的能量密度，蓄电池例如基于锂离子单池的蓄电池或者镍氢蓄电池得到越来越广泛的应用。另外，基于锂离子单池的蓄电池由于高的能量密度和极小的自放电而脱颖而出。
具有较小的能量存储容量的蓄电池例如用于小的便携电子装置，如移动电话机、笔记本计算机、摄像机等，而具有大容量的蓄电池用作驱动混合动力或者电动车辆等的电动机的能量源或者用作静态的蓄电池。
蓄电池例如能够通过串联连接多个蓄电池模块构成，其中，部分地还进行蓄电池模块的并联，并且蓄电池模块在它们那一方面能够由串联连接和/或并联连接的多个蓄电池单池组成，该多个蓄电池单池在壳体内具有电极总体(Elektrodenensemble)。
电压分级蓄电池系统对于驱动混合动力或者电动车辆的电动机是尤其适合的，该电压分级蓄电池系统也称为蓄电池直接逆变器(BDI)。电压分级蓄电池系统包括至少一个具有一个或者多个可串联连接的蓄电池模块的蓄电池模块组。另外的蓄电池模块组能够与之并联。在这种情况下蓄电池模块具有耦合单元，并且借助耦合单元能够被单独地电连接和电分离。因此能够通过相应地连接和分离模块来使用电压分级蓄电池系统，用以产生分级变化的电压曲线。在相应的设计中例如能够产生三个彼此基本相同地移动相位的分级电压，这些分级电压借助后接的装置能够为驱动电动或者混合动力电动机而进行逆变。
根据现有技术对单个单池壳体涂漆，以便得到不导电的保护层。
公开文献DE102009053506A1说明了一种具有多个单池隔室元件的蓄电池壳体，这些隔室元件能够由金属材料、由纤维复合材料或者由混合材料制造，其中相邻的隔室元件彼此构成一个公共的连接区。
在公开文献DE102007041728A1中介绍一种蓄电池箱，它用塑料构造，其中该蓄电池箱的多个前壁具有穿孔板或者格子框架作为加强衬垫，其与前壁整体制造并且由塑料封装。
发明内容
根据本发明提供一种用于容纳多个蓄电池单池的装置。此外，根据本发明提供一种蓄电池模块和一种机动车。
本发明提供的装置是耐化学腐蚀和耐热的并且不导电的。它的特征在于，该装置在至少一个侧壁中和/或底板中具有切口。
该切口在同时覆盖关键的位置的情况下允许多个蓄电池单池的冷却和/或取决于温度的膨胀。此外该装置适用于保护被容纳的多个蓄电池单池不受振动和撞击，或者减小振动和撞击对被容纳的多个蓄电池单池的影响。
在一种实施方式中，该装置还包括一个紧固装置，其适用于将该装置与另一装置接合在一起。
该另一装置例如能够是冷却装置、电路板、传感器或者另外的、用于容纳多个蓄电池单池的装置，这样它们能够容易地与该装置相接合。
在一种实施方式中，该紧固装置例如包括连接板或者夹子。它们是可简单地制造的紧固装置。
所述装置可以包括用于在该装置内固定多个蓄电池单池的固定装置。由此多个蓄电池单池能够被尤其牢靠地容纳在该装置内。
该固定装置能够包括箍圈、皮带或者窄条。其为可尤其简单地制造的固定装置。
该固定装置能够包括盖体。于是多个蓄电池单池能够尤其良好地被固定。
在该盖体上能够设置紧固装置。于是例如传感器或者电路板的安装元件能够良好地与多个蓄电池单池的端子相连接。
该盖体能够包括框架和至少一个活门(Klappe)，该活门如此地与框架通过连接元件相连接，以使得通过打开相应的活门能够够及每个蓄电池单池。
在这种情况下相应的活门的打开能够够及多个或者全部蓄电池单池。替代地，该盖体对于每一个蓄电池单池都有单独的活门。
使得多个蓄电池单池被够及的活门在制造中是很简单的。与此相对，各自的活门提供尤其高的安全性。
该盖体能够具有用于蓄电池单池的端子和覆盖膜的多个切口。这进一步提高安全性并且简易地提供连接端可能性。
紧固装置能够具有连接元件和配对连接元件，其中连接元件设置在该装置的侧壁的外侧，而配对固定元件设置在该装置的相对的侧壁的外侧。于是该装置能够容易地和另外的装置相连接。
该装置能够具有至少两个通过中间壁分开的用于容纳多个蓄电池单池的隔室。在这种情况下每一个隔室的内部尺寸能够小于蓄电池单池的外部尺寸，以使得在所述装置内容纳的多个蓄电池单池被牢固地撑紧。
装置能够由弹性体、热塑性塑料或者热固塑料制造。它们是容易加工的材料，这些材料耐化学腐蚀和耐热并且不导电。
根据本发明提供的蓄电池模块包括串联和/或并联地电连接的多个蓄电池单池，其中，该多个蓄电池单池被容纳在根据本发明提供的装置中。
根据本发明提供的车辆包括蓄电池，该蓄电池包括至少一个根据本发明提供的蓄电池模块。
本发明的有利的扩展在下文中给出并且在说明书中说明。
附图说明
根据附图和后续的说明进一步解释本发明的实施例。其中：
图1示出了依据本发明的壳体的第一示例性实施方式；
图2示出了依据本发明的壳体的第二示例性实施方式；
图3示出了把蓄电池模块中的多个蓄电池单池划分到多个壳体的第一示例，每一个壳体用于两个蓄电池单池；
图4示出了把蓄电池模块中的多个蓄电池单池划分到多个壳体的第二示例，每一个壳体用于两个蓄电池单池；以及
图5示出了把蓄电池中的多个蓄电池单池划分到多个蓄电池模块的第三示例，该蓄电池模块分别具有两个用于两个蓄电池单池的壳体。
具体实施方式
图1示出了一种具有两个蓄电池单池20的蓄电池模块10，其在一个也被表示为壳体的用于容纳多个蓄电池单池的装置30内。此外示出一种紧固连接板40，其从装置30的下缘起向下延伸。借助紧固连接板40把冷却板50这样紧固在装置的下侧，以使得冷却板50能够冷却多个蓄电池单池20。
在图1中示出的依据本发明的装置30的实施例中，该装置30在多个蓄电池单池20之间具有中间壁60。通过该中间壁60在装置30内构成两个用于多个蓄电池单池20的隔室。此外在图1的示例壳体的多个侧壁中存在多个切口70。该示例的装置30具有通过格子结构限定的棱柱形的形状。该格子结构包括在边缘处连接着的外框，该外框分别包围多个切口70中的至少一个。该格子结构由耐化学腐蚀和耐热并且不导电的材料组成，例如由弹性体、由热塑性塑料或者由热固塑料组成。在这种情况下该外框的多个边缘相应于装置30的多个边缘。此外该格子结构包括中间框，它的多个边缘分别如此分成两个相对的外框，以使得这些相对的外框分别包围两个切口70。两个另外的相对的外框分别仅包围一个切口70。
中间框60的数目并且因此相应的被包围的切口70的数目依赖于能够由装置30容纳的蓄电池单池20的数目。在本例中能够容纳两个蓄电池单池20，它们由中间框60分开。如果设置了中间框，则用于n个蓄电池单池20的装置30需要(n-1)个中间框。为了把装置结构化为隔室，中间壁或者中间框是有益的，但是不是必须的。
该装置尤其能够在底板中包括至少一个切口，以使得多个蓄电池单池20的底面能够与冷却装置50导热地接触。
该装置尤其能够在底板中正好具有一个切口，该切口相应于冷却装置的尺寸。
替代地，该装置在底板中包括多个切口，它们通过格子构成，其中，该格子如此选取尺寸，以使得多个蓄电池单池不会通过底板中的多个切口。
该多个切口尤其能够如此设置，以使得它们仅够及多个蓄电池单池的非关键性的位置，而关键性的位置通过格子结构覆盖。
在另一个未示出的实施例中，该装置的至少一个侧壁、该装置的底板和/或至少一个中间壁不具有切口。除了用于放入和取出多个蓄电池单池的切口，在该装置内尤其能够不存在任何另外的切口。在图1中通过该上面的切口多个蓄电池单池20的电极端子80是可够及的。
隔室的外部尺寸能够适应一种蓄电池单池类型，以使得能够在该隔室内无间隙的容纳该种蓄电池单池类型的蓄电池单池。当该装置由弹性体组成并且因此是柔韧的时，隔室的外部尺寸能够比多个蓄电池单池的外部尺寸略小。于是通过伸展隔室仍然能够把蓄电池单池放入其内，其中，弹性使得放入隔室内的蓄电池单池被牢固地撑紧。
该装置能够包括用于在该装置内固定多个蓄电池单池的固定装置。该固定装置例如能够包括至少一个盖体以用于部分地或者完全地封闭上面的开口。这例如在图2中为一个部分封闭的盖体100表示。盖体100对于每一个隔室具有三个切口，这些切口在把盖体100放在装置30上的情况下允许够及在各个隔室内的多个蓄电池单池20的电极端子80和覆盖膜90。该盖体由和装置的其余部分相同的材料或者另外的耐化学腐蚀和耐热的并且不导电的材料组成。在图2的例子中盖体100具有紧固元件110，借助其该盖体100被紧固在壳体30上。
该盖体能够被实施为具有一个或者多个活门的框架，其中，该活门或者该些活门在框架与该装置30的其余部分连接的情况下能够被打开。该活门或者该些活门能够与框架通过铰链持久地连接，或者能够借助连接装置例如夹子或者连接板与该框架连接和分开。如果仅存在一个活门，则其能够被构造为，在打开的状态下以某种方式够及所有的隔室。该种方式允许从隔室内取出和/或向隔室内放入多个蓄电池单池。替代地，能够为每一个隔室设置一个相应的活门，其允许从相应的隔室内取出和/或向其内放入多个蓄电池单池。这也是可能的，设置多个分别够及一些但非全部隔室的活门。
最后这也是可能的，该装置包括多个盖体，它们一起部分地或者完全地封闭上面的开口。
该一个或者多个盖体在该装置内固定多个蓄电池单池。在另一种示例性的实施方式中设置作为固定装置的箍圈、皮带或者窄条。
该一个或者多个盖体能够具有一个或者多个紧固装置110，其能够实现例如控制电路板、测量传感器等的安装元件的安装。
在装置的一对相对的侧壁中，其中一个能够在它的外侧具有一个或者多个例如槽的连接元件，而其中另一个能够在它的外侧具有一个或者多个相应地设置的例如弹簧的配对连接元件。连接元件和配对连接元件的其它的例子是多个燕尾槽连接和多个按钮连接。
连接元件和配对连接元件于是构成连接单元110，借助它该装置能够与另外一个相应的壳体接合。附加地或者替代地，能够设置连接板或者夹子作为紧固装置110，它们使得多个壳体彼此连接。
依据本发明的装置的各种示例性的实施方式尤其允许多个蓄电池单池的并联和/或串联电路的简单的结构。这样的并联和/或串联电路例如在蓄电池直接逆变器(BDI)中使用。蓄电池直接逆变器不仅而且尤其适宜电驱动或者混合驱动的机动车。依据本发明的装置的各种示例性的实施方式的另外的优点是例如在损坏、用坏或者过旧的情况下的蓄电池单池的单独的可更换性，这由蓄电池直接逆变器支持。
图3示例性地示出了一种具有带有多个装置30的4s1p布线的蓄电池模块10，并且图4示例性地示出了一种具有带有多个装置30的6s1p布线的蓄电池模块10，该装置30分别能够容纳两个蓄电池单池20。这里4s1p布线是这样一种布线，其中四个蓄电池单池20串联而没有蓄电池单池20并联。6s1p布线串联六个蓄电池单池20而不并联蓄电池单池20。
图5示出了从多个蓄电池模块10到蓄电池1的序列布线S。这里每个蓄电池模块10包括两个分别具有两个蓄电池单池20的装置30。这里在每个装置内在蓄电池单池20之间存在并联布线P。在每一个蓄电池模块10的装置30的蓄电池单池20的并联布线P和同一模块的另一个装置的蓄电池单池20的并联布线P之间存在串联布线S。也就是说每一个蓄电池模块10实现一种2s2p布线。也就是说在具有k个模块的图4的所示例子中蓄电池1实现n个蓄电池单池20的(2*k)s2p布线，其中n＝4*k。

Claims (10)

1.一种用于容纳多个蓄电池单池(20)的装置(30)，其中，所述装置是耐化学腐蚀和耐热的并且不导电的，其特征在于，
所述装置(30)在至少一个侧壁中和/或底板中具有切口(70)。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置(30)还包括紧固装置(40)，所述紧固装置适用于将所述装置(30)与另一装置(30、50)接合在一起。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述紧固装置(40)包括连接板或者夹子。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述装置(30)包括用于在所述装置内固定所述多个蓄电池单池的固定装置。
5.根据权利要求3所述的装置，其中，所述固定装置包括至少一个盖体(100)。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述紧固装置(110)设置在所述盖体(100)上并且被构造用于紧固电路板或者传感器。
7.根据权利要求4或5所述的装置，其中，所述盖体(100)包括具有至少一个活门的框架，所述活门如此地通过连接元件与所述框架相连接，以使得通过打开一个相应的活门能够够及每个蓄电池单池(20)。
8.根据上述权利要求之一所述的装置，其中，所述装置(30)具有至少两个通过中间壁(60)分开的用于容纳所述多个蓄电池单池(20)的隔室。
9.一种蓄电池模块(10)，其具有串联和/或并联地电连接的多个蓄电池单池(20)，其中，所述多个蓄电池单池(20)被容纳在根据上述权利要求之一所述的装置(30)中。
10.一种具有蓄电池(1)的车辆，所述车辆包括至少一个根据权利要求9所述的蓄电池模块(10)。
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