CN104137294B - 带有电池模块壳体和电池单元的电池模块 - Google Patents

带有电池模块壳体和电池单元的电池模块 Download PDF

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Abstract

一种电池模块包括带有由塑料构成的部件的电池模块壳体和多个棱柱状的电池单元，其具有带有四个侧壁的单元壳体。平行的两个侧壁大于另两个侧壁。电池单元的电解质优选地以SO2为基础。电池模块壳体(2)包括带有通道结构(32)和液态冷却剂的冷却系统。通道结构(32)该电池模块壳体(2)的冷却剂入口(11)和冷却剂出口(12)处于流体连接。在两个相邻的电池单元(5)之间大致平行于电池单元(5)的较大的侧壁(7)布置有由塑料构成的间壁(13)。通道结构(32)的通道(31)至少部分地在间壁(13)中延伸且借助于间壁(13)的凹口(33)来形成，凹口至少朝向电池单元(5)的相邻的侧壁(7)敞开。在电池单元(5)的侧壁(7)与间壁(13)之间这样布置有塑料分开层(38)(其材料优选地不同于间壁(13)的材料且其厚度小于间壁(13)的厚度)，使得冷却系统的借助于凹口(33)所形成的通道(31)被塑料分开层(38)封闭。

Description

带有电池模块壳体和电池单元的电池模块
技术领域
本发明涉及一种电池模块，其包括带有由塑料构成的部件的电池模块壳体和多个棱柱状的电池单元，电池单元具有带有四个侧壁的单元壳体。
背景技术
可再充电的电池单元在许多技术领域中非常重要。其常常被用于仅需要较小电流强度的应用中、诸如移动电话。此外对于高电流应用、尤其对于车辆的电驱动存在对电池单元的高要求。恰好在汽车领域中使用许多电池模块，其包括多个棱柱状的电池单元，因为这些电池单元允许电池模块的紧凑的结构且尽可能充分利用在机动车中可用使用的空间。
电池模块包括多个电池单元，其提供对于该单元独特的电压。该电压取决于所使用的材料组合。被电连接的一个或多个电池模块形成电池。为了满足对电池的功率和能量的要求，电池模块由被串联和/或并联地电连接的多个电池单元来构建。
在电池的运行期间产生热量，其中，热量此外取决于在电池单元中所使用的电解质溶液。在现有技术中已知多个可再充电的电池，其通过冷却装置设置电池的冷却。例如，在文件US 2003/0017384 A1中示出电池单元，在其中金属板集成到壳体的侧壁中并且邻接到板形的传热件处。文件EP 2 380 223 A1在壳体中设置用于带有电池单元的电池的导热元件和导热板，其中，经由导热装置实现从电池单元导出热量。在现有技术中除了借助于冷却板冷却电池单元之外还设置有液体冷却或空气冷却，例如在文件US 7,981,538或文件US6,296,968中以镍-镉电池或镍-金属氢化物电池为例所说明的那样。
在现有技术中还已知在电池单元之间的冷却板，其具有曲折形的冷却通道。在此，冷却通道由冲压的或另外成形的第一板形成，其中，通道的敞开侧利用第二板来封闭。两板具有相同的厚度。金属或聚合物被建议作为合适的材料。这样的实施方案例如在文件US2009/0258289 A1中示出。
文件WO 2008/050211为了冷却各个电池单元使用间隔板(spacing plate)，其成形成使得在两个相邻的电池单元之间空气为了冷却可流动穿过。在文件US 2003/0008205A1中说明了一种冷却结构，其在两个相邻的电池单元之间具有多个成三角形的壁段，其在大致平行的两个壁之间形成锯齿式的内部结构。空气为了冷却可流动通过所产生的空隙。所使用的壁以及锯齿式的内部结构分别由厚度相同的板构成。
在实践中，可再充电的锂电池单元几乎仅是锂离子单元。负电极通常由被施加在铜导电材料上的石墨构成。正电极通常基于锂-钴氧化物，其具有铝导电器(Ableiter)。离子在单元内的运输借助于确保离子可移动性的电解质溶液实现。电解质溶液通常由溶解在有机溶剂或溶剂混合物中的锂盐构成。这样的有机锂离子单元关于其安全性是关键的，因为电解质溶液的有机溶剂易燃且具有较低的燃点，从而必须避免在单元内的温度提高。这尤其适用于用于高电流应用的电池。为了避免这样的风险，对于锂离子单元鉴于充电和放电过程的精确调节以及在电池结构中采取措施。常常附加地实现电池的冷却。
尽管在现有技术中有优化用于高电流应用的可再充电的电池模块和满足部分对立的要求的努力，一如既往存对改善的电池模块的需求，其尤其应满足以下要求：
- 非常好的电功率数据、尤其在可提取的电流较高的情况下较高的能量密度；
- 即使在车辆中在特别的边界条件下安全性的改善；
- 较小的重量，以便获得每单位重量(千克)较高的功率密度；
- 紧凑的结构，以便每单位体积提供尽可能多的电能；
- 电池模块壳体的高机械稳定性；
- 较低的价格，通过成本有利的材料和尽可能简单的生产方法。
发明内容
在现有技术中已知的问题根据本发明通过一种带有权利要求1的特征的电池模块来解决。在此认识到，除了冷却之外壳体及其稳定性起决定性作用。
根据本发明，该电池模块包括带有由塑料构成的部件的电池模块壳体和多个棱柱状的电池单元。电池单元具有带有四个优选地金属的侧壁的单元壳体，其中的两个平行的侧壁大于另两个侧壁。电池单元的单元壳体防止电解质或包含在其中的溶剂液态或气态地从该单元逸出。相比之下，在带有固体电解质(solid electrolyte)的单元中可省去单元壳体。该电池单元包括电解质溶液，其优选地以SO2为基础。这样的带有以SO2为基础的电解质的电池单元例如在文件WO 2011/098233中来说明。优选地，至少正电极包含包括锂的成份的活性材料。
电池模块壳体包括冷却系统，其带有通道结构和流体冷却剂。冷却剂即不仅可以是气体而且可以是冷却液。接着，无冷却流体的普遍性的限制地应用该概念冷却液。电池模块壳体具有至少一个冷却剂入口和至少一个冷却剂出口，其与冷却系统的通道结构处于流体连接。电池模块壳体优选地具有刚好一个冷却剂入口和刚好一个冷却剂出口。通道结构优选地在壳体的冷却剂入口处开始而在其冷却剂出口处终止。
电池模块构建成使得在两个相邻的电池单元之间定位有由塑料构成的间壁，其大致平行于电池单元的较大的侧壁布置。通道结构的通道至少部分地在间壁中延伸且借助于间壁的凹口来形成。间壁的凹口至少朝向电池单元的相邻的侧壁敞开。间壁的凹口由此产生，即从原始的间壁移除材料。由此形成单侧或两侧面敞开的通道。间壁的厚度在凹口的区域中相对于不由凹口形成的区域减小。对于在两侧敞开的凹口不再存在材料。该概念通道结构的凹口可在该意义上来理解。
在电池单元的侧壁与间壁之间布置有塑料分开层。其材料优选地与间壁的材料不同。塑料分开层的厚度小于间壁的厚度。塑料分开层布置成使得冷却系统的借助于凹口所形成的通道在间壁中被塑料分开层封闭。以该方式防止在通道结构的通道中流动的冷却剂从通道离开且与优选地由金属构成的电池单元的侧壁直接接触。由此保证电池单元的金属的侧壁不被冷却剂损坏。冷却剂的选择可独立于其与金属的反应而实现。
在一优选的实施形式中，间壁包括元件或器件以将相邻的电池单元固定和保持于其位置中。例如，这些元件可以是保持部，其在间壁与电池单元之间建立限定的相对位置。在一优选的实施形式中，间壁对此具有间壁底部，其至少部分地延伸到布置在间壁处的电池单元之下。同样优选地，间壁附加地或备选地可具有间壁上侧，其至少部分地延伸到相邻的电池单元的电池单元壳体的上侧之上。同样优选地，间壁的间壁侧壁附加地或可选地可用于电池单元的定位。此外，间壁的中心部分的侧壁或间壁的分配区域的侧壁可用作用于电池单元的定位辅助或保持部。分配通道和收集通道以及用于张紧装置的通过凹口在分配区域中被引导。称为分配区域侧壁的壁可与间壁侧壁共同将电池单元固定和保持于其水平位置中。间壁上侧可与间壁底部共同将电池单元固定和保持于其竖直位置中。间壁的上侧优选地具有凹口，由此电池单元的电气接头可接近。当然也可仅壁、上侧或底部的部分用作保持元件。
间壁侧壁、分配区域侧壁、间壁底部和间壁上侧优选地共同形成框架形的保持结构，其与电池单元相匹配。在一优选的实施形式中，该框架形的保持结构不仅布置在间壁的前侧处而且布置在其后侧处。如果电池单元被定位于两个间壁之间，则其优选地完全被间壁和所设置的保持结构所包围。由此不仅使电池单元的可靠的且限定的保持成为可能，而且同时使电池单元壳体能够相对环境隔离。由金属构成的电池单元壳体因此不与电池壳体的环境接触。
间壁因此同时执行多个任务，即相对环境隔离电池单元并且将电池单元保持于限定的位置中。此外，多个间壁共同形成电池壳体的一部分。尤其电池壳体侧壁的至少部分由间壁侧壁来形成。附加地确保电池单元的有效冷却。
冷却系统的部件在间壁中的布置具有该优点，即冷却剂被带到非常接近电池单元。在此大面积冷却是可能的，从而可非常有效且有效率地降低电池单元的温度。在电池单元的侧壁与间壁之间的塑料分开层的厚度因此优选地明显小于间壁的厚度，以便确保从导热良好的电池单元侧壁至在间壁的通道中的流体冷却剂的尽可能好的传热。
基于SO2的电解质溶液的蒸汽压力取决于电解质溶液中所包含的SO2的份额且取决于温度。在包含这样的电解质溶液的电池单元中，出现该问题，即电池单元中的压力在温度升高时升高，这导致电池单元壳体的膨胀。因此特别需要这样的电池单元的特别高效的冷却。
在运行期间电极的膨胀或厚度增加(Swelling)也是电池单元、诸如有机的锂-聚合物单元的问题。在带有以SO2为基础的电解质溶液的电池单元也可观察到该现象。除了冷却之外，该电池结构也应通过吸收内部压力反作用于该行为。这例如可通过张紧装置、张紧带、强化的侧壁或壳体壁(如强化的端壁(Endwand))或者通过压力稳定的间壁实现。
为了尽可能最好的传热，塑料分开层的厚度明显小于间壁的厚度。塑料分开层的厚度优选地为间壁的厚度的最大20%。在发明份额范围中识别出，间壁的厚度的最大10%、优选地最大5%、非常优选地最大1%的塑料分开层的厚度导致特别好的传热。另外的研究显示，塑料分开层的厚度优选地应为最大1mm。最大0.5mm、进一步优选地最大0.1mm、非常优选地最大0.01mm厚度的塑料分开层进一步改善传热。在此还示出，塑料分开层优选地应由聚酰胺构成。由聚酰胺(PA)构成的塑料可非常好地加工成半透明的薄膜。该材料以高耐热性以及以电绝缘特性出众。优选地使用产品聚酰胺PA66。
间壁的厚度优选地明显大于塑料分开层的厚度。间壁的厚度优选地为最大20mm、特别优选地最大10mm且进一步优选地最大7mm。研究显示，间壁的厚度优选地可被进一步减小，使得其优选地为最大5mm、特别优选地最大4mm。3mm的厚度尤其是优选的。间壁的厚度减小到小于1mm没有意义。间壁的厚度优选地应不小于2mm。可越薄地来实现间壁，在电池模块内的装填密度越高，这意味着对于较薄的间壁可在相同的体积中将更多电池单元联合在电池模块壳体中。薄的间壁因此导致电池模块壳体的体积的更好的利用。
然而，间壁不能任意地薄，因为其一方面必须经受住尤其在以SO2为基础的电池单元中出现的力。此外必须确保，可充足地来运输冷却流体以实现所要求的热效率。对此，在横截面中倒圆的或有角的通道可具有不同的横截面。例如，优选地每分钟应可流过至少一升的冷却液，至少1.5 l/min的流速是非常优选的，至少1.6 l/min的流速是进一步优选的。对此，间壁中的通道结构必须相应地来构造。对于带有布置成两排的12个单元的电池模块的研究例如得出，至少2.25 l/min的流速是特别有利的。在本发明的框架中通常辨识出，每电池单元至少0.125 l/min的流速是有利的，每电池单元至少0.18 l/min的流速是特别优选的。
该流体用于向或从电池单元的表面运输热量。流体的类型(气态、液态、热容量)、入口温度和流速必须被匹配于电池单元的热平衡。该热平衡取决于电气负载、单元几何机构和所使用的单元材料的热容量。在电气负载较小的情况下，可借助于气态的冷却介质、例如空气来冷却该单元。在负载较高的情况下利用液态冷却介质的冷却是优选的。
间壁优选地由塑料、特别优选地由暗色的塑料、诸如PA6T/6l构成。优选地由半透明的PA66薄膜构成的塑料分开层那么可借助于激光焊接方法被焊接到间壁上。塑料分开层和间壁被相互连接成使得在间壁中凹口的敞开的侧面被封闭、优选地根据流体的类型被液体密封地和/或气密地封闭。
在根据本发明的电池模块的一优选的设计方案中，间壁的塑料是热塑性的。该间壁那么可以以注塑方法来制造，使得通道结构的通道可以以几乎任何形式被直接加工到间壁中。
凹口优选地可在间壁中曲折形地来构造。该曲折从间壁的下部区域延伸直到上部区域中。以该方式产生相对大的冷却面积，其邻接到电池单元的侧壁处且被冷却剂流过。虽然如此，保持间壁的稳定性。
通道的曲折特别优选地具有在冷却介质的流动方向上变得较窄的曲折环圈(Maeanderschlaufe)。优选地，曲折环圈在间壁的上部区域中更窄，从而朝向上增大可提供用于热传的面积。由此当冷却剂在其在流动方向上的路径上已被加热时(因为其在间壁的下部区域中已从相邻的电池单元吸收热量)在上部区域中也可获得良好的冷却。通过曲折环圈的数量、长度和间距的合适的选择可获得电池单元在其整个侧面上的良好且均匀的冷却。该曲折也可同形地来构造，使得曲折环圈相同或彼此间具有相同的间距。
在一优选的实施形式中，在间壁中设置有通道结构的凹口，其在间壁的整个厚度上延伸。该凹口形成两侧敞开的通道，其朝向电池单元的两个相邻的侧壁敞开。因此实现两个相邻的电池单元的有效冷却。在该情况中，间壁在前侧和后侧处配备有分开层，以便在两侧处封闭凹口，因此没有冷却剂能出来。
在一备选的、非常优选的实施形式中，通道结构的凹口构造为单侧敞开的通道，其仅朝向相邻的电池单元中的一个敞开。间壁优选地包括通道结构的第二凹口，其形成单侧敞开的通道，该通道向间壁的相对而置的纵侧敞开。优选地，分别朝向相对而置的侧面敞开的这两个通道彼此错位布置。这些通道同样两者可曲折形地来构造。
在根据本发明的电池模块的一特别的实施形式中，与间壁中的通道处于流体连接的冷却剂入口布置在冷却剂出口之下。冷却剂入口特别优选地定位在电池模块壳体的下半部中。冷却剂入口和/或冷却剂出口特别优选地具有快速联结器(Schnellkupplung)。其使电池模块能够简单地且可无工具操纵地联接到外部的冷却系统处。这样的快速联结器例如可类似于通用的压缩空气接头来构造。不仅快速联结器而且布置在软管处的配合件优选地由金属构成且可通过简单地插到彼此中来密封地相互连接。在实际应用中，电池模块的快速更换和简单装配是可能的。因为不设置有特别的工具，可容易地拆下冷却系统。快速联结器的另一可能性例如是美国的SMC公司的快速联结器KV2或类似卡口接头(Bajonettverschluss)的实施方案。该快速联结器始终可无工具地来操作且不需要在多个螺纹上旋拧。
在一优选的实施形式中，电池模块壳体部件的塑料被纤维强化、特别优选地玻璃纤维强化。玻璃纤维强化的聚酰胺证实为特别优选的。一优选材料例如是聚酰胺PA6T/6l。这样的材料非常好地满足对轻的、非传导性的、稳定的壳体材料的要求。其在稳定性非常高的同时具有较低的重量。通过玻璃纤维强化的塑料来再次提高机械特性，从而尤其显著改善所谓的冲击强度，这导致在使用于车辆中时安全性的提高。在碰撞或事故的情况中、例如在前部碰撞中该电池大多不被损坏，尤其被包围于电池模块壳体中的电池单元通常保持未受破坏。
此外，玻璃纤维强化的聚酰胺具有该优点，即其不仅对从外面的力、而且对在尤其基于SO2的电池单元中出现的内压力提供保护。因为这样的电池单元在充电和放电过程期间加热且膨胀，玻璃纤维强化的电池模块壳体同时还提供相对这些压力的机械稳定性，使得壳体可至少部分地吸收相应的力。
电池模块壳体的刚性和稳定性优选地也由此被提高，即电池模块壳体之的端壁设有肋式结构。前壁和后壁(其大致平行于电池单元的较大的侧壁布置)优选地具有横支撑和/或纵支撑(Laengsstrebe)。其例如可以是在壁的外侧处水平地和竖直地延伸的肋且形成网式加固结构。
在一优选的实施形式中，电池模块壳体的端壁构造成两件式。端壁那么包括邻近于壳体的外部电池单元的终端壁(Abschlusswand)和形成电池壳体的前壁或后壁的外壁。终端壁优选地具有单侧敞开的凹口，其在面向电池单元的侧面处以塑料分开层来密封。在背向电池单元的侧面处，终端壁优选地大致平坦地来构造。其可具有凹口、容纳部、突起、或类似的结构元件，以便固定其相对于外壁的相对位置。外壁那么在其内侧处具有对应的元件，以便能够与终端壁的定位元件相接合。终端壁和/或端壁分别也可具有保持元件用于电池单元的定位和保持。这些保持元件可类似于在间壁中那样例如至少由相应的侧壁、底部、上侧和/或分配区域侧壁的部分和/或相应的结构元件(侧壁、底部等)形成。
除了可选择的对应的定位元件之外，外壁的内侧同样是大致平的。此外，其如终端壁那样当然可具有通过凹口、分配通道和/或收集通道。加固元件可布置在外壁的外侧处，其可由支柱或类似元件形成。在端壁的两件式实施方案中，外壁优选地由塑料或金属、特别优选地由铝来构造。其它金属类型是可能的，例如铸铝等。由此提高外壁的刚度。外壁可选择性地在其外侧处设置凹口，例如盲孔或裂口式的袋形凹口。由此不损害稳定性，然而可节省重量。
冷却剂入口和冷却剂出口优选地布置在电池壳体的外壁或端壁中。其可容纳快速联结器或其它联结器以联接冷却剂系统且密封地闭合冷却剂循环。用于冷却剂入口和冷却剂出口的接头优选地不仅布置在前面的而且布置在后面的外壁或端壁处。以该方式可能将多个电池壳体相互流体连接且将冷却系统扩展到多个电池上。如果单独使用电池(孤立型变体)，在该情况中通过盖来密封地封闭冷却剂入口和冷却剂出口。这例如可以是塞子等。冷却剂入口和冷却剂出口优选地布置在电池的相对的壁处。在该情况中，在电池壳体的每个外壁或端壁处以盖来封闭冷却剂入口或冷却剂出口。相应的另一侧在相应另一入口或出口处具有盖。
为了进一步改善所施加的力的吸收，在根据本发明的电池模块的一优选实施形式中多个电池单元和布置在其之间的间壁被张紧装置围绕。张紧装置优选地由金属构成。张紧装置支持玻璃纤维强化的壳体，以便防止电池单元和因此整个电池模块的膨胀。
张紧装置特别优选地包括张紧带、尤其金属张紧带。其易于装配且易于操纵且同时具有相对小的重量。此外，张紧带是柔性的且可匹配不同的壳体形式，这尤其对于电池模块的模块化构建是有利的。特别优选地张紧带被激光焊接，使得带的两端闭合。端部可相叠，从而产生足够大的面积用于焊接。在进一步优选的实施形式中，借助于自保持的快速闭锁部(Schnellverschluss)将张紧带闭合。自卡锁的快速闭锁部证实为特别优选的，从而可以以简单的方式手动地或借助于工具、诸如张紧钳来张紧张紧带。
当电池单元在电池模块中被布置成两排(堆)时，张紧带可各围绕电池单元的一排以及相应的壳体部件。电池模块壳体优选地在电池单元排(堆)之间具有通过凹口，张紧带被引导穿过该通过凹口。张紧带也可两次被引导通过该通过凹口，例如以八的形式。由此，可以以一带来夹紧两排。附加地，可围绕整个电池模块来张紧另一张紧带。
在一优选的实施形式中，电池模块模块化地来构建。因为电池模块根据所要求的功率密度和电压水平包括多个接在一起的电池单元，电池模块壳体的尺寸根据电池单元的数量变化。间壁因此优选地在其较短的侧向的端侧处各具有间壁侧壁，其至少部分地伸出超过电池单元壳体的较小的侧壁。优选地，间壁侧壁与其它间壁及其间壁侧壁共同形成电池模块壳体侧壁。特别优选地，相应的间壁侧壁相互对应，使得其接合到彼此中且特别优选地相互卡锁。
在一同样优选的实施形式中，间壁具有间壁底部，其至少部分地伸到电池单元下面且与其它间壁底部优选地共同形成电池模块壳体的底部。间壁底部优选地这样相互对应，使得其接合到彼此中且特别优选地相互卡锁。以该方式，通过添加另外的间壁不仅电池模块壳体的侧壁而且底部可被扩大。仅需要一构件、即间壁来不仅延长电池模块壳体的侧壁而且延长底部。通过对应的形式，简单装配是可能的。同时通过相互卡锁的间壁来保持处于其之间的电池单元。进一步提高电池模块壳体的稳定性。
这样的根据本发明的电池模块优选地被使用于机动车中，因为其以改良的方式满足在现有技术中所要求的需求。一方面实现电池单元的优化的冷却，以便避免单元的温度升高。另一方面，其提供提高的稳定性和安全性。因为该冷却防止电池温度的强烈升高，还减小或防止带有以SO2为基础的电解质溶液的电池单元的膨胀。尽管如此为了吸收可能产生的力，电池模块壳体被玻璃纤维强化。间壁的卡锁提高稳定性且提供吸收在运行期间产生的力的可能性。附加地可设置有张紧装置，例如以张紧带的形式。尽管如此，电池模块总地来说不仅非常稳定、而且具有相当小的重量。通过在中间层中应用单侧或两侧敞开的通过凹口且借助于薄的塑料分开层密封由此产生的通道，尽可能好地来充分利用在电池模块壳体内的空间，从而可显著提高每单位体积的功率密度。这在同时提高单位重量的功率密度的情况下实现。
附图说明
接下来根据在附图中所示的特别的实施形式来详细阐述本发明。可单独地或相组合地来使用在那里示出的特点，以提供本发明的优选的实施方案。所说明的实施方案不表示通过权利要求在其普遍性上所限定的本发明的任何限制。
其中：
图1以总视图显示了根据本发明的电池模块，其中取下了盖；
图2a-2c显示了布置在两个相邻的电池单元之间的间壁；
图3显示了图1中的电池模块的电池模块壳体的后壁；
图4显示了图1中的电池模块的电池模块壳体的前壁；
图5显示了带有盖的电池的总视图；
图6a-6e显示了在制造过程中的不同阶段；
图7显示了电池模块的盖板；
图8-13详细地显示了根据本发明的电池模块的另一同样优选的实施形式，即
图8a、b在包括盖的总视图中显示了带有壳体的电池模块；
图9a-c显示了没有盖的电池模块的两个总视图以及盖本身；
图10a、b显示了定位在两个相邻的电池单元之间的间壁；
图11a-d显示了终端壁的多个视图，终端壁与外壁共同形成壳体的端壁；
图12a、b作为端壁的部分显示了外壁；
图13a-d显示了在构建电池模块时不同的阶段。
具体实施方式
图1显示根据本发明的电池模块1没有盖的总视图。电池模块1包括以张紧装置3围绕的电池模块壳体2。张紧装置3包括由金属构成的两个张紧带4。
电池模块1包括多个棱柱状的电池单元5。其在此向上被盖板48遮盖，其中，电气接头通过相应的开口伸出。在盖板的中间可选地布置有电池模块控制电子设备47用于控制电池模块1。
电池单元5布置成两排。在每排中布置有六个电池单元5，其相互电连接成使得利用总共十二个电池单元获得38.4V的额定电压。
在图6b或6d中更详细地示出的电池单元5具有带有四个侧壁7的单元壳体6。以下被称为纵向壁的两个平行的侧壁7a大于被称为端侧壁(Stirnwand)的其它侧壁7b。优选地，电池单元5的较大的侧壁7a的面积至少如其它侧壁(端侧壁7b)的面积四倍那么大。特别优选地，纵向壁7a的面积至少如端侧壁7b五倍那么大。
电池模块壳体2包括由塑料构成的多个部件并且包括前壁8(图4)、两个电池模块壳体侧壁9以及带有由多个横向和纵向接片(图3)构成的肋式结构的后壁10。电池模块壳体2包括冷却系统，其带有通道结构和流体的、优选地液态的冷却剂。在此未示出的通道结构与电池模块壳体2的冷却剂入口11和冷却剂出口12(其分别布置在前壁8中)处于流体连接。
在电池模块壳体2内电池单元5定位成使得在以其纵侧7a相邻的两个电池单元之间各布置有由塑料、优选地由热塑性材料构成的间壁(图2a、2b)。间壁13平行于电池单元壳体6的较大的侧壁(纵向壁7a)布置。
图2a和2b详细地示出间壁13。其优选地对称地来构建，以便在每侧上分别包围两个电池单元5。当电池单元仅布置成一排或者用于冷却流体的供给部偏心地、例如侧向地实现时，不对称的间壁当然也是可能的。在此，电池单元5被嵌入中间部分14与各间壁侧壁15(其布置在间壁13的端侧16处)之间。即该优选的间壁13将总共四个相邻的电池单元5彼此分开。
间壁侧壁15优选地轮廓构造成使得其可与相邻的间壁13的间壁侧壁15相对应并且接合到彼此中。间壁侧壁15在此部分地伸出超过相邻的电池单元5。其优选地具有包括多个城齿(Zinne)17的城齿式结构。在间壁侧壁15的一端处的城齿17与在间壁侧壁15的另一端部处的在城齿17之间形成的凹槽(Ruecksprueng)18相对应，使得两个相邻的间壁13可接合到彼此中。城齿17和凹槽18可选地可附加包括卡锁元件，以使间壁13的卡锁成为可能且进一步提高壳体的稳定性。
间壁侧壁15划分成三个部分，其中，其在中间部分中的厚度相对在间壁侧壁15的上面的和下面的部分中的厚度减小。由此形成用于张紧带4的引导部19。
在图2a中所示的前侧20上的中间部分14构造成轮缘式插座21的形式，其与在间壁13的后侧28上的插头22相对应(图2b)。插座21包括在其下端处的分配通道23、收集通道24以及布置在这两个通道23、24之间的通过凹口25。在组装电池模块壳体2时，多个相邻的间壁13被带到一起使得在间壁13的后侧28上的分配通道23和收集通道24的插头部件被插入分配通道23或收集通道24的插座部件中。在图2b中所示的插头壁22a和22b与在通道壁21a及21b和中间部分14的轮缘26之间所形成的间隙相对应。以该方式可延长冷却系统27的通道，其中，插座21和插头22密封地配合到彼此中。
间壁13在前侧20和后侧28上各具有两个冷却区域30，其分别布置在中间部分14与间壁侧壁15之间。在冷却区域中布置有通道结构32的通道31，其是电池模块壳体2的冷却系统27的部分。通道31借助于间壁13的凹口33来形成。在这里所示的优选实施形式中，凹口33构造为在单侧敞开的通道31，其中，通道31分别朝向相邻的电池单元敞开。
不仅在间壁13的前侧20上而且在其后侧28上各布置有单侧敞开的通道31。通道31在前端34处具有与分配通道23的连接而在其后端35处具有与收集通道24的连接。在根据图2所示的实施形式中，在前端和后端34、35处分别示出扩大部，其仅具有制造技术原因。在通道31的端部34、35处，在扩大部中各布置有穿引部(Durchfuehrung)36，其建立与分配通道23或与收集通道24的流体连接。一个穿引部36即被布置在前侧20和后侧28上的相应的冷却区域30中的两个通道31所使用。
通道31分别是曲折形的且具有多个曲折环圈。在前侧20上的通道31相对于在后侧28上的通道31略微向下偏移，其中，这两个通道31在曲折环圈的转折点处交叉。这两个通道31在曲折环圈处的连接无害。其仅导致冷却液体的混匀，但是流动方向保持。
通道31构造成使得曲折环圈从下朝向上且因此在冷却剂的流向(箭头37)上变窄。来自分配通道23的还未使用的冷却液在前端34处流入通道31中。从电池单元的散热在此非常好。随着前进的流向，冷却剂的冷却效果减小，这通过通道31的较窄的曲折环圈来补偿，使得在整个冷却区域30上实现均匀的冷却。
以由聚酰胺构成的塑料分开层38来遮盖间壁13的冷却区域30。优选地，其是透明的PA66薄膜且借助于激光被焊接到冷却区域30上。为了优化激光焊接，间壁13优选地由暗色塑料制成。
由图2a和2b可得悉，间壁13具有间壁底部39，其在间壁13的后侧28处包括三个有轮廓的接板40。这些接板40以卡锁块(Rastnoppe)接合到相邻的间壁13之下，使得间壁13相互卡锁。在间壁13的上侧处，在后侧28处延伸有卡锁舌56，其布置在中间部分14之上。邻接的间壁的卡锁鼻55和卡锁舌56接合到彼此中并且将壁13保持在其位置中。通过电池模块壳体2的模块化构造，不仅提供较大的灵活性和简单的可扩展性，同时产生较高的稳定性，因为各个间壁13可相互卡锁。
图2c示出通过间壁13的冷却区域30的剖面的详细图示。除了间壁13之外，还示出塑料分开层38以及相邻的电池单元5的单元壳体6的侧壁7。
可清楚地识别出，在间壁13中通道结构32的两个单侧敞开的通道31a、31b相对于彼此偏移地来布置。在图2c中的截段显示在冷却区域30的上部区域中的通道，在该区域中曲折环圈彼此已紧密地在一起。通道31a、31b分别在其敞开的侧面处被分开层38遮盖且封闭。塑料分开层38具有比间壁13明显更小的厚度。由此提供从电池单元侧壁7向通道31中的冷却剂的良好传热。
图3显示电池模块壳体2的后壁10。其在结构上类似于间壁13。其前侧20相应于间壁13的前侧20。后壁10具有用于张紧装置或张紧带(其延伸通过间壁13的相应的凹口)的通过凹口25。然而在后壁10中在每个冷却区域30中分别存在仅仅一个通道31。通道31朝向后壁10的内侧敞开。其利用塑料分开层38在侧向封闭。后壁10的厚度因此优选地小于间壁13的厚度。用于冷却液的分配通道23和收集通道24各构造为端部件(Endstueck)且不具有如在间壁中的通孔。冷却液从分配通道23仅到达后壁10的两个通道31中并且从那里到达收集通道24中。
在外侧处，后壁10具有以横支撑和纵支撑的形式的多个加强部41。横支撑优选地构造为竖直的肋42。在后壁10的外侧处的加强部41优选地相应于在前壁8处的加强部41，其在图4中示出。这些加强部41在该实施方案中作为竖直的和水平的肋42分配在壁8的外侧上且反作用于变形。其同时用于压力吸收，以便吸收在电池模块壳体2的内部中产生的压力且提高壳体的稳定性。如果要求较高的压力和较大的稳定性，可选地，端壁(前壁8和后壁10)比间壁13更强地来构造。
前壁8具有与后壁10类似的结构。其也仅在一平面中、即在其内侧处具有通道31。通道31优选地朝向内侧敞开且如在间壁13中的通道31那样利用塑料分开层38在侧向被封闭。未布置有两个在壁8的厚度中彼此毗邻的通道31。
如后壁10那样，前壁8也具有用于张紧带4的通过凹口25。与后壁10相对，前壁8在外侧处附加地具有冷却剂入口11以及冷却剂出口12。在一优选的实施形式中，冷却剂入口11和冷却剂出口12包括快速联结器58，如其也在图5中可见。快速联结器58用于简单地、可无工具操纵地联接到带有冷却管的外部冷却系统处。通过包括前壁8、后壁10和间壁13的冷却系统的合适的材料选择，可能不仅以水、而且以其它冷却液、例如以水-乙二醇混合物来运行冷却。例如在电池模块使用于车辆中时，被用于其它冷却目的、例如空调系统的冷却剂可被使用。也可能使用气态冷却介质；例如可使用空气或还有SO2。
在图4和5中可辨识出，前壁8具有两个容纳部43，电气接头44布置在容纳部43处。其被盖保护。
出于说明的原因，在图5中示出带有仅仅一个张紧带4的电池模块1，其包围一排电池单元5和相应的壳体部件。张紧带4被引导通过在电池单元排之间的通过凹口25且夹紧前壁8和后壁10的一部分以及一电池模块侧壁9。张紧带在肋式加强部41、42上被引导。
电池模块1利用盖45来遮盖，盖45保护处于其下的部件和构件、诸如电池模块控制电子设备47。电池模块控制电子设备47可布置在电池模块壳体2中或在盖中。特别优选地，其布置在盖板48之上(图1)。
由塑料构成的盖板48布置在间壁13和电池单元5之上。其借助于卡锁钩49(图2a及2b)被钩在间壁13的上侧处。由此来改善整个电池模块壳体2的稳定性。
在图7中示出的盖板48具有用于电池单元5的电气接头59的相应的开口60、用于以电解质填充电池单元5的电解质-填充接口46(图6b)的开口52以及在电池单元5的以爆裂盘50(图6b)的形式构造的过压口之上的另外的开口53。电池单元5的电解质填充接口46以管的形式来构造，其延伸通过盖板48的填充接口孔52。围绕填充接口孔52设置有沟槽式的凹部61，以容纳多余的电解质液体(假如其在填充时出来的话)。电解质液体不能到达电池单元壳体6上且可简单地在装配期间或在相应的电池单元填充之后被移除。如果电池单元5在装配在电池模块壳体2中之后才被填充，那么这是特别有利的。
在上侧处盖板48具有多个轮缘形的框架54，其各布置在填充接口孔52与用于电池单元5的电气接头59的通过开口60之间并且包围盖板48的爆裂盘开口53。轮缘形的框架54相对盖45密封，使得在过压的情况中在爆裂盘50爆裂时出来的气体被保持在框架54内且不会不受控制地排出到环境中。相对于已知的用于收集从电池单元逸出的气体的装置、例如文件US 5,643,691或文件US 7,504,175 B2，框架的轮缘形的设计非常有效且同时在结构上非常简单。由框架54和壳体盖45形成的收集室可靠地容纳逸出的气体。
可选地，电池模块壳体2可在盖45中具有两个排出阀，以便将收集到轮缘形的框架54中的气体向外导引。必要时受控制地发生导出到环境中、例如到在车辆或电池模块的另一使用地点之外的环境中。备选地，气体也可被收集在外部收集容器中。
因为相邻的电池单元5分别被旋转180度来布置，因此在相邻的电池单元的负极旁边分别存在正极，偏心的爆裂盘50还交替地布置在电解质-填充接口46右侧或左侧。因此，盖板48具有总共四个轮缘式框架54。
在图6a至6e中说明电池模块1的装配过程。装配首先以此开始，即将后壁10以其外侧放置到底座(Unterlage)上(图6a)。接着将两个相同取向的电池单元5放置到在中间部分14与侧壁之间形成的容纳部中(图6b)。
在另一步骤中(图6c)，间壁13被放到电池单元5上且与后壁10卡锁。在此，间壁13的插头22延伸到后壁10的插座21中，使得相应的分配通道件23和收集通道件24被密封地相互连接。间壁侧壁15的城齿17和凹槽18接合到彼此中且形成电池模块壳体侧壁部件。
在下一装配步骤中又将两个电池单元5放置到间壁13上，其中，在每个堆中电池单元5布置成使得下面的单元5的正极分别邻近于上面的单元5的负极。接着又实现安装另一间壁13直到堆叠成各带有六个电池单元5的总共两排。每两个相邻的间壁13相互卡锁。在卡锁时，间壁13的卡锁鼻55接合到下一间壁13的卡锁舌56中。附加地实现相邻的间壁13的底部的卡锁。相同的在间壁与端壁之间实现。
作为最后的步骤实现前壁8的装配，其被放到电池单元5的最后的平面上且被与处于其下的间壁13卡锁(图6d)。通过前壁8、间壁13和后壁10的装配，形成电池模块壳体侧壁9以及(未示出的)电池模块壳体底部。为了进一步提高电池模块壳体2的稳定性，来安装张紧装置3，其包括两个张紧带4。每个带4分别围绕一排(堆)电池单元5被张紧，其中，张紧带4延伸通过相应的通过凹口25并且在侧壁的中间区域中在引导部19中被引导。
由图6d可得悉，相邻的间壁13如何在上端处相互卡锁。作为附加的卡锁，卡锁鼻55在插座21的上端处接合到间壁13的对应的卡锁舌56中。
最后，图6e示出带有所装配的盖板48的电池模块壳体2。为了最终完成电池模块1，那么还将电池单元5的各个极(电气接头59)相互连接以及来装配用于电池模块1的联接端子(Anschlussklemme)44。可选地，将电池模块控制电子设备47定位在盖板48的中间容纳部57中。安装盖45结束该装配。
可选地，在电池模块壳体2的盖45中设置有电气接头用于电池模块控制电子设备47。这例如可以是总线线路、如CAN总线。
为了获得较高的电压和/或容量，多个电池模块1例如可在车辆中被接在一起。所产生的电池那么由一个或多个电池模块1构成。电池单元、电池模块或整个电池可单独地或相组合地来控制。例如可实现单个电池模块的安全技术的断开。相应的电池模块的桥接也可通过电池模块控制电子设备或电池控制电子设备来控制。例如，通过在电池模块1中电池单元5的合适连接以及经由电池模块控制电子设备47和/或电池控制电子设备的相应控制可实现安全联接，如其例如在文件WO 2011/095630 A1中所公开的那样。
电池模块例如可被装配在车辆中并且在那里与另外的电池模块接在一起并且/或者联接到车辆电子设备处。通过将冷却剂管联接到冷却剂入口11处以及将另一管联接到冷却剂出口12处，附加地还实现到车辆自己的冷却系统处的联接。
根据本发明的电池模块不仅可被应用在车辆中。电池模块例如也可被用于能量储存和输入到中压和/或低压网络中或者用于与用于获得再生能量的设备相结合的分散式能量储存。根据本发明的电池模块例如也可被用作不间断的电源(USV)或用作应急电源。另一可能的应用领域在于独立网络(Inselnetz)的稳定化。在此，优选地将多个电池模块接在一起。所希望的能含量、电压水平或所要求的电流强度那么又反映在各个电池模块的结构中和在电池单元的内部布置中。
当然可能不仅以这里所示的结构来构建电池模块。一方面可将多个电池单元相互结合，使得在电池单元5布置成两排的情况下还布置有带有各成两排的例如三个、四个或九个电池单元的模块。可选地，可来构建电池模块，其仅具有一排电池单元5，例如可将六个、九个、十二个或18个单元相互结合。下面继续来说明一优选的实施形式，在其中将6个单元串联结合。在电池单元5的单排布置的情况中，分配通道23和收集通道24布置在电池单元5的侧面处。用于冷却剂的分配系统那么可相应地来匹配。
在本发明的范围中，示例性地详细来研究带有十二个电气串联的电池单元5的电池模块1。电池单元5布置成两排、每排六个单元5。辨识出，在电池模块壳体2中的冷却系统的通道结构32优选地构造成使得对于相应地设计尺寸的外部冷却液泵在电池模块壳体2中的通道31内冷却液以每分钟至少1升、优选地每分钟至少1.5升的流速流动。在一特别的实施形式中，流速是每分钟至少1.6升。
研究例如显示，随这样的流速将单元中的温度调节到最大40℃，假设冷却液温度25℃。在未冷却的状态中，在100A的恒定的放电电流的情况下电池单元(其电解质溶液以SO2为基础)的温度将上升到超过60℃。这样的温度升高导致压力的升高。所产生的压力被传递到电池单元壳体6上和到电池模块壳体2上，使得在电池模块的未冷却的运行中可出现超过2.5mm、部分直到超过3mm的变形。通过有效的冷却来避免这样的力。此外，通过张紧装置来防止电池模块壳体的损坏或变形。
图8至13示出根据本发明的电池模块的另一备选的、但是同样优选的实施形式。在该实施形式中，各个电池单元仅布置成一排而不像在根据图1至7的先前的实施形式中那样布置在两个毗邻布置的排中。在电池的该实施形式中，同样六个电池单元5布置成一排，其中，电池单元相互电连接成使得可获得总共19.2V的额定电压。
在图8a中示出电池模块1的前侧图，其包括电池模块壳体2。电池模块壳体2包括由塑料构成的多个部件，其由多个间壁13以及前端壁8和后端壁10来形成。各个壁利用由金属构成的三个张紧带4(其形成张紧装置3)来围绕。
端壁8、10分别由终端壁70及外壁71(其在图11和12中示出)形成。所有壁(终端壁70、外壁71、间壁13)对于每个张紧带4具有通过凹口25，张紧带4被引导通过该通过凹口。在外壁71的与通过凹口25相间隔的侧壁处，对于每个张紧带4在外角处构造有导向倒圆72，以引导张紧带4且以避免尖锐棱边。这两个终端壁70以及间壁13在其侧面或其端侧16处具有导引凹口73，在其中在侧向来引导张紧带4。
图8a及8b显示，用于冷却剂的接口侧向来构造。冷却剂入口11布置在电池模块1的下半部中，而冷却剂出口12构造在上部中。冷却剂入口11和冷却剂出口12分别构造为带有轮缘的圆孔。将连接件插入其中，以使能够联接到冷却剂系统处。连接器优选地构造成使得可将冷却剂系统与快速闭锁部联接。备选地，用于冷却剂的各个接口也可利用闭锁部、例如密封塞、盲塞或其它合适的闭锁部来封闭。如果电池被用作单独的能源，则在前侧8处将冷却剂入口11与冷却剂系统相连接。在前侧8处的冷却剂出口12利用塞来封闭。在后侧上冷却剂入口11利用塞来封闭，而冷却剂出口12被联接到冷却剂系统处。以该方式来确保冷却剂一致地且均匀地流过电池模块壳体2。
如果将多个电池流体地连结在一起，则在每侧上在冷却剂入口11和冷却剂出口12中装入连接件或连接器，其相对于冷却剂入口11或出口12密封地封闭。连接器例如可以是所谓的插头和密封连接器，如其由Freudenberg公司来制造。这样的连接器包括是柱状的管，其设有塑料包罩、例如橡胶层并且不仅建立在两个相邻的电池模块1之间的流体连接而且建立相对于环境的密封。以该方式将两个电池1的分配通道23和收集通道24相互连结。这里还从第一电池1将在前侧8处的冷却剂出口12以塞来封闭。在由电池连结在一起的排的最后的电池中将在后侧10处的冷却剂入口11封闭。在第一电池的前侧8上的冷却剂入口11以及在最后的电池1的后侧10处的冷却剂出口12被联接到冷却剂系统处。
图8b显示电池模块1的后侧。张紧带4分别以其两端闭合。在这里所示的实施形式中，张紧带4的端部相互卷曲。该卷曲优选地利用工具、例如特别的卷曲钳(Crimpzange)实现。以该方式，张紧带4可快速地且简单地来闭合，其中，可获得张紧带4的所要求的张力。在张紧带自动闭合的情况中，这可通过自动的工具实现。
盖45密封地与电池壳体2封闭。盖45在其正面(图8a)处具有电子设备接口74，从而可将电池控制电子设备47与外部操控单元或与另外的电池模块的其它电池控制电子设备相连接。
在盖45侧面布置有联接装置75，其在故障情况中接收从电池单元5逸出的气体并且导引到收集装置(在其中气体能被吸收、中和或存储)中。
图9a和9b示出取下盖45的电池模块1。图9b显示六个电池单元5，其带有其电气接头59、爆裂盘50以及电解质填充接口46。图9c显示盖45。
覆盖膜(Abdeckfolie)78(其相应于第一实施形式的盖板48)覆盖电池单元5的上侧。其具有多个凹处，电池单元5的电气接头59延伸通过凹处。覆盖膜78相对于环境电绝缘。可选地，在覆盖膜78中可设置有另外的凹处，其优选地与电池单元5的爆裂盘50相对应，使得在故障情况中在爆裂盘50打开的情况下所产生的气体可从损坏的电池单元5逸出到盖45的内部中。如果未设置有凹处，气体在覆盖膜78之下经由其边缘逸出，因为覆盖膜78仅处在电池单元5和间壁13的上侧上。
逸出的气体被电池盖45包围，因为盖45与电池壳体2密封地连接。对此，在其下侧处设置有密封件80，如在图9c中所示。
电池壳体2的外壁71在其上侧处具有多个孔，以旋拧电气联接板76。联接板76优选地是铜轨且包括电气接头44以截取电池电压。联接板76被由塑料构成的保持块77包围，以提供电绝缘。各个电池单元5经由联接端子79被互相串联。铜轨76中的一个被与串联电路的第一电池单元5的联接端子79相连接。另一铜轨76在关于第一电池单元相反的电池极处被与串联电路的最后的电池单元5的联接端子79相连接。
电池盖45被与电池壳体2旋紧，其中，通过在盖45处的保持开口81将螺栓拧入在外壁71中的保持孔82中。两个螺栓直接被拧到保持孔82a中。另外两个螺栓通过在保持块77中的通过开口83被拧入在外壁71中的保持孔82b。对此，在盖处的保持开口81具有柱状法兰81a，其伸入通过开口83中。优选地，在盖45中的保持开口81以金属套筒来强化。
优选地，在图9c示出的用于除气的联接装置75包括止回阀，使得气体可从盖出来、然而不能进入由盖45形成的空腔中。该方面是重要的，以此在多个电池模块1接在一起的情况下在一电池模块1有故障时逸出的气体不被导引至起作用的、无故障的电池模块1且在那里造成损害。
图10a和10b从前面或从后面显示间壁13。布置在冷却区域30中的冷却通道31曲折形地来构造。与第一实施形式相比，曲折相同；各个曲折的间距在此恒定。在前端34处通道31具有与分配通道23的连接，而在后端35处存在与收集通道24的连接。冷却剂从优选地布置在间壁13的下部中的前端34通过通道31流动至后端35，其优选地布置在间壁的上部中。优选地，后端35无论如何比前端34更靠近间壁13的上侧90布置。通道31在该优选的实施形式中是两侧敞开的凹口33。其备选地也可以是单侧敞开的。
在用于冷却剂的分配区域84中，除了分配通道23和收集通道24之外，还布置三个通过凹口25，张紧带4被引导通过其。在间壁13的前侧20处，分配通道23和收集通道24各具有环绕的槽85用于容纳密封件。密封件保证，在相邻的两个间壁13之间的分配通道23和收集通道24密封，使得没有冷却剂或流体(不管气体还是液体)能逸出。在电池单元5布置成一排的情况中的分配区域84优选地相应于在单元5布置成两排的情况中的中间部分14。
在后侧28处(图10b)分配通道23和收集通道24的壁部是平坦的，使得布置在密封槽85中的密封件可与壁部的平坦的上侧密封地闭合。
在冷却区域30中设置有以平的墙的形式的环绕的突起部86，其包围通道31。在此未示出的塑料分开层10被放置在间壁13的前侧20和后侧28处且定位成使得塑料分开层38封闭两侧敞开的凹口33。其贴靠在突起部86处且被与它密封地连接、例如焊接。在焊接期间，突起部86熔化成使得塑料分开层38大致平地且直接贴靠在前侧20或后侧28处。以该方式来保证，冷却剂(冷却流体)被引导到通道31中且不能从通道31中逸出。在与塑料分开层38连接之前，突起部86优选地最高5mm、特别优选地最高3mm且非常优选地最高1mm高。在焊接之后，突起部86实际是平的。
在间壁13的前侧20处在分配区域84中设置有定位容纳部87，其优选地布置在外下角中。定位容纳部87优选地是盲孔，对应的定位销88伸入该盲孔中。定位销88布置在间壁13的后侧28处(参见图10b)。
还在该第二实施形式中间壁13布置成使得间壁13可被布置在两个相邻的电池单元5之间。间壁侧壁15、分配区域84的内侧壁、间壁底部39和间壁上侧90是用于电池单元5的保持元件。其共同形成保持结构、在此框架，使得布置在间壁13处的电池单元5在其侧面处至少部分地被框入。在间壁上侧90中的凹口89确保电池单元5的电气接头的可接近性。彼此贴靠的两个间壁13即共同形成用于电池单元5的包套。由此通过间壁13的塑料相对于环境产生电绝缘。
图11a至11d详细地显示了终端壁70，其中，图11a至11c示出前面的终端壁70而图11d示出后面的终端壁70。
与间壁13相比，在冷却区域30中的通道31由单侧敞开的凹口33形成。因为在电池壳体2中的终端壁70是外部的流体流经的壁，其仅在一侧上接触电池单元且仅被用于冷却电池单元5。在终端壁70的另一侧上联接有外壁71(参见图12a、12b)。
内侧(前侧20)的结构相应于间壁13的前侧20的结构。通道结构32同样以塑料分开层38来覆盖且被密封地焊接，从而没有流体可从通道31离开。被焊接的、设有塑料分开层38的终端壁70在图11b中示出。
在分配区域84中分配通道23和收集通道24分别无密封槽地来实施。用于密封的密封件设置在相邻的间壁中。在分配区域84的下部区域中布置有定位销88。
图11c显示前面的终端壁70的后侧28。在分配区域84中分配通道23和收集通道24也分别无密封槽地来构造。为了密封，相邻的外壁71在其密封槽中携带密封件。在下部区域中同样存在定位销88，以便接合到外壁71的相应的凹口中。在冷却区域30中未布置有冷却通道，因为通道31仅朝向前侧20敞开。后侧28大致平坦且具有两个突起或突起部，其中，下部突起94与通道31的前端34相对应而上部突起95与通道31的后端35相对应。突起用于将前端34或后端35相对于终端壁70的后侧28密封。
在图11d中所示的后面的终端壁70与前面的终端壁70仅由此相区别，即在前侧处在分配区域85中之未设置有定位销、而是设置有定位容纳部87。收集通道24以及分配通道23在其壁部处分别具有密封槽85。前面的和后面的终端壁70在其它方面相同。以在此未示出的塑料分开层在冷却区域30中还来密封后面的终端壁70，使得单侧敞开的通道31在敞开侧被封闭。
图12a和12b分别从内侧或外侧示出外壁。与终端壁70相比，存在外壁71的仅仅一个实施方案，其不仅被布置在电池壳体2的前端处而且被布置在其后端处。出于该原因，外壁71在其内侧91处在分配区域84中在两个角具有定位容纳部87，终端壁70的定位销88被定位到定位容纳部87中。不仅对于分配通道23而且对于收集通道24壁部分别设有密封槽85，因此通道可在终端壁70与外壁71之间被密封，从而没有冷却流体能逸出。
在内侧91处布置有两个凹口92、93，其与终端壁70的突起94、95相对应。由此，终端壁70和外壁71可分别(平坦地)相接触。
在图12b中详细示出外壁71的外侧96。不仅分配通道23而且收集通道24分别过渡到圆的衬套中，其形成冷却剂入口11和冷却剂出口12。为了引导张紧带，在外侧处以及在通过凹口25处可辨识出导向倒圆72。
在外侧96处的多个纵向槽97一方面用于节省重量或是受制造限制(如果外壁71例如由塑料构成)。如果外壁71在其优选的实施形式中由铝或其它金属构成，可显著地减小重量。通过铝的使用来确保提高的稳定性。外壁71通常具有最大20mm、优选地最大15mm、进一步优选地最大12mm、非常优选地最大10mm而特别优选地最大8mm的厚度。纵向槽97优选地具有至少1mm、优选地至少3mm、进一步优选地至少5mm、进一步优选地至少7mm、特别优选地至少9mm的深度。纵向槽97的深度最多等于外壁71的厚度。
另一方面，纵向槽97还用于容纳固定适配器，利用其可将电池1例如固定在底板处或在另一装置处。固定适配器例如可以是梳子式的，带有接合到纵向槽97中的齿。如果将多个电池1连结在一起，该适配器件被用于固定两个相互连结的电池，以此其被保持在其位置中。由此保证连接件(其布置在冷却剂入口11或冷却剂出口12中且将两个相邻的电池壳体2相互连接)密封地留在其位置中且没有冷却剂出来。
图13a至13d显示带有电池壳体2的电池1的制造过程的第一步骤，在其中电池单元5布置成单排。该制造可自动地实现，例如全自动地或带有手动干预半自动地。
在根据图13a的第一步骤中将前面的终端壁70定位在对于该制造优选地水平地布置的外壁71上。在此，终端壁70的定位销88延伸到外壁的定位容纳部中。已在装配之前使终端壁70设有塑料分开层38，使得通道在冷却区域30中被密封。
在根据图13b的另一步骤中将电池单元5在终端壁70的冷却区域30中定位成使得其电气接头59布置在终端壁70的凹口89的区域中。在根据图13c的下一步骤中将间壁13安放到电池单元5上，其中，定位容纳部87与终端壁70的定位销88相接合。间壁上侧90的一凹口89同样释放电池单元5的电气接头59。因此，除了由这两个凹口89形成的敞开区域之外电池单元5被终端壁70和间壁13包围。
在下一步骤(图13)中现在将另一电池单元5定位到间壁13的冷却区域30上。另外的间壁30和另外的电池单元交替地跟随其后，直到在该过程结束时使最后的电池单元5设有终端壁70和随后的外壁71。接着张紧带4被引导通过通过开口25且被闭合，使得其围绕由此所产生的电池壳体2。电池单元5被以覆盖膜78来覆盖且联接端子79被装配。可在电气联接板76和保持块77装配之后来装配盖。

Claims (36)

1.一种电池模块，其包括带有由塑料构成的部件的电池模块壳体和多个棱柱状的电池单元，所述电池单元具有带有四个侧壁的单元壳体，平行的两个侧壁大于另两个侧壁，
其中，
- 所述电池模块壳体(2)包括带有通道结构(32)和流体冷却剂的冷却系统；
- 所述通道结构(32)与所述电池模块壳体(2)的冷却剂入口(11)和冷却剂出口(12)处于流体连接；
- 在相邻的两个电池单元(5)之间大致平行于所述电池单元(5)的较大的侧壁(7)布置有由塑料构成的间壁(13)；
- 所述通道结构(32)的通道(31)至少部分地在所述间壁(13)中延伸且借助于所述间壁(13)的凹口(33)来形成，所述凹口至少朝向所述电池单元(5)的相邻的侧壁(7)敞开；
- 在所述电池单元(5)的侧壁(7)与所述间壁(13)之间这样布置有塑料分开层(38)，使得所述冷却系统的借助于所述凹口(33)所形成的通道(31)被所述塑料分开层(38)封闭，所述塑料分开层(38)的厚度小于所述间壁(13)的厚度；
- 所述电池模块壳体(12)包括两个端壁(8, 10)，其大致平行于所述电池单元(5)的较大的侧壁(7)来布置；
- 所述端壁(8, 10)具有朝向其内侧敞开的通道(31)，其是所述通道结构(32)的部分；并且
- 一端壁(8, 10)是后壁(10)而另一端壁(8, 10)是前壁(8)并且所述冷却剂入口(11)和/或所述冷却剂出口(12)布置在所述前壁(8)处。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述塑料分开层(38)的材料不同于所述间壁(13)的材料。
3.根据权利要求1或2所述的电池模块，其特征在于，所述间壁(13)具有间壁侧壁(15)，其是所述电池模块壳体(2)的侧壁(6)的部分。
4.根据权利要求1或2所述的电池模块，其特征在于，所述间壁(13)包括用于保持相邻的电池单元(5)的保持元件。
5.根据权利要求4所述的电池模块，其特征在于，所述保持元件是间壁侧壁(15)、间壁底部(39)和/或所述间壁(13)的上侧(90)的至少部分。
6.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述电池单元的电解质以SO2为基础。
7.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，电池模块壳体部件的塑料被纤维强化。
8.根据权利要求7所述的电池模块，其特征在于，电池模块壳体部件的塑料被玻璃纤维强化。
9.根据权利要求7所述的电池模块，其特征在于，电池模块壳体部件的塑料是玻璃纤维强化的聚酰胺。
10.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述电池模块壳体部件的塑料是热塑性的。
11.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述间壁(13)的塑料是热塑性的。
12.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述间壁(13)的厚度不超过20mm。
13.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，在所述间壁(13)中所述通道结构(32)的凹口(33)构造成曲折形且该曲折从所述间壁(13)的下部区域延伸直到所述间壁(13)的上部区域中。
14.根据权利要求11所述的电池模块，其特征在于，所述通道(31)的曲折在冷却液的流动方向(37)上具有变得更窄的曲折环圈。
15.根据权利要求14所述的电池模块，其特征在于，所述曲折环圈朝向所述间壁(13)的上部区域变得更窄。
16.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述通道结构(32)的凹口(33)在所述间壁(13)的整个厚度上延伸且朝向所述电池单元(5)的两个相邻的侧壁(7)敞开。
17.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述塑料分开层(38)的厚度不超过所述间壁(13)的厚度的20%。
18.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述塑料分开层的厚度不超过1mm。
19.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，多个电池单元(5)和布置在其之间的所述间壁(13)被张紧装置(3)包围，所述张紧装置(3)吸收在所述电池单元(5)的运行期间所施加的力。
20.根据权利要求19所述的电池模块，其特征在于，所述张紧装置(3)包围金属张紧带(4)。
21.根据权利要求19所述的电池模块，其特征在于，所述张紧装置(3)包围激光焊接的金属张紧带。
22.根据权利要求19所述的电池模块，其特征在于，所述张紧装置(3)具有自保持的快速闭锁部，或者具有自卡锁的快速闭锁部。
23.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述冷却剂入口(11)和/或所述冷却剂出口(12)包括快速联结器(58)用于简单地无工具地联接到外部的冷却系统处。
24.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述电池模块壳体(2)具有上部的盖板(48)，其在所述电池单元(5)之上横向于所述电池模块壳体(2)的侧壁(9)布置且其具有用于以电解质填充所述电池单元(5)的电解质填充接口(46)的填充接口孔(52)，其中，所述盖板(48)在其上侧处具有沟槽式的凹部(61)，其邻接到所述填充接口孔(52)处。
25.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述间壁(13)在其较短的侧向的端侧处各具有间壁侧壁(15)，其至少部分地伸出超过所述单元壳体(6)的较小的侧壁(7b)。
26.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述间壁(13)在其较短的侧向的端侧处各具有间壁侧壁(15)，其与其它间壁侧壁(15)共同形成电池模块壳体侧壁(9)。
27.根据权利要求26所述的电池模块，其特征在于，所述间壁侧壁(15)相互对应成使得其接合到彼此中或者相互卡锁。
28.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述间壁(13)包括间壁底部(39)，其至少部分地伸到所述电池单元(5)下面。
29.根据权利要求28所述的电池模块，其特征在于，所述间壁底部(39)与其它间壁底部(39)共同形成所述电池模块壳体(2)的底部。
30.根据权利要求29所述的电池模块，其特征在于，所述间壁底部(39)对应成使得其接合到彼此中或者相互卡锁。
31.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述端壁(8, 10)在其外侧处具有肋式的加强部(41)。
32.根据权利要求31所述的电池模块，其特征在于，所述加强部(41)包括横支撑和纵支撑。
33.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述端壁(8, 10)包括终端壁(70)和外壁(71)，
其中，
- 所述终端壁(70)在其内侧处具有单侧敞开的通道(31)，其是所述通道结构(32)的部分；
- 所述终端壁(70)的外侧大致平坦；
- 所述终端壁(70)具有定位元件用于固定相对于所述外壁(71)和/或所述间壁(13)的相对位置。
34.根据权利要求33所述的电池模块，其特征在于，所述外壁(71)由金属构成。
35.一种根据权利要求1所述的电池模块的应用：
- 应用在车辆中；
- 用于能量储存和输入到中压和/或低压网络中；
- 用于与用于获得再生能量的设备相结合的分散式能量储存；
- 用作不间断的电源(UPS)或应急电源；或者
- 用于独立网络的稳定化。
36.一种车辆，其包括根据权利要求1所述的电池模块。
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