CN104916797B - 电池单池的模块承载体和制造模块承载体的方法及电池模块、电池组、电池和电池系统 - Google Patents

电池单池的模块承载体和制造模块承载体的方法及电池模块、电池组、电池和电池系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于电池单池的模块承载体、电池模块、电池组、电池和电池系统、车辆和方法，其特征在于：用于承载电池单池的第一承载机构和布置在第一承载机构对面的第二承载机构；分别用于连接第一承载机构和第二承载机构的第一连接机构和布置在第一连接机构对面的第二连接机构，其中，电池单池朝向第一空间方向，为了容纳电池单池，第一承载机构包括第一容纳区域，第二承载机构包括第二容纳区域，第一承载机构和第二承载机构经过布置，使得第一容纳区域和第二容纳区域彼此相对地布置，且沿着第一空间方向至少部分地包围电池单池，第一连接机构和第二连接机构适当地与第一承载机构和第二承载机构连接，从而电池单池被固定在模块承载体中。

Description

电池单池的模块承载体和制造模块承载体的方法及电池模 块、电池组、电池和电池系统
技术领域
本发明涉及用于电池单池的模块承载体和用于制造模块承载体的方法以及电池模块、电池组、电池和电池系统。本发明还涉及具有所述模块承载体、所述电池模块、所述电池或所述电池系统的车辆特别是汽车比如电动汽车或混合动力汽车。
背景技术
可预见的是，无论静止式应用例如对于风能设备，还是移动式应用例如对于电动汽车（电动车辆EV）或者混合动力车辆（混合动力车辆HEV），作为可重复充电的蓄能器（EES），日益使用例如带有锂离子蓄电池或镍-金属混合蓄电池的新式电池系统。
这种电池系统必须在可用的能量含量、充电/放电效率、可靠性、寿命和并非所愿的因频繁的部分放电引起的容量损失方面满足很高的要求。
电池系统包括多个电池单池。由于其单池内电阻和所发生的电化学过程，电池单池在充电和放电期间发热。电池单池可以串联（串连）连接，以便提高电压，和/或并联地连接，以便增大最大电流。在此，电池单池可以组装成电池单元或电池模块。例如可以把三个至十二个电池单池组装在一个电池模块中。该电池模块保持住电池单池，并承受机械负荷，从而它保护这些电池单池免受损伤。此外，电池模块实现了对电池单池的机械的预压紧，并提供了电绝缘。另外，电池模块可以用于对电池单池调温。多个电池模块可以组装成一个电池组。在汽车驱动应用中，例如可以把大约100个电池单池（作为牵引电池）串联地或并联地连接起来。因而对于高电压电池系统来说，总电压例如可以为450V或者甚至600V。
对于电池单池工作所允许的温度范围通常介于-30℃和+70℃之间，优选介于+5℃和+35℃之间。在低的工作温度范围内，电池单池的功率能力明显减小。在温度低于约0℃时，电池单池的内电阻显著增大，电池单池的功率能力和效率随着温度的进一步下降而连续地减小。在这种情况下，电池单池还会出现不可逆的损坏。同样在超过工作温度时，电池单池的功率能力也会显著减小。在温度超过约40℃时，电池单池的寿命就会缩短。在这种情况下，电池单池也会出现不可逆的损坏。另外，在电池单池内的和/或在电池模块或电池内部的对于电池单池工作所允许的温度差（温度梯度）通常介于5开尔文和10开尔文之间。在温度差较大时，电池单池的不同区域或者电池模块的或电池的不同的电池单池会遭受不同的载荷，或者甚至（局部）过载和/或毁损。此外，由于温度差和/或温度变化，在电池中存在形成冷凝水的危险。这种损坏会导致电池单池加速老化，或者导致电池单池热穿透（热贯穿），这对人和环境形成了危险。
在车辆的混合式驱动系中，锂离子大功率电池单池以很高的动态性工作。在例如因制动时的制动能量回收或者因加速时的助推支持而产生短暂的峰值负荷期间，电池单池必须在很短的时间内（在充电情况下）吸收或者（在放电情况下）释放大的功率。由于电池单池的内部电阻，这些短暂的峰值负荷导致电池单池显著地变热。电池单池在充电或放电时的效率很高（约95%）；然而在这种情况下产生的废热却并非可忽略不计。在牵引功率例如为60KW时，会产生5%的损耗即3KW的损耗功率。此外，例如在夏季月份或者在较热的地区，室外温度为40℃乃至更高，这样的室温处于允许的温度范围之外，因而电池单池在不冷却的情况下就无法达到例如10年的寿命。
为了保证电池模块或电池系统的安全性、功能和寿命，因此需要使得电池单池在预定的温度范围内工作。一方面，如上所述，在电池单池工作期间产生热量，所述热量必须予以排出，以便避免电池单池发热超过临界的最大温度。另一方面，需要在低温时将电池单池加热到最小温度。为了保持预定的温度范围，对电池模块或电池系统调温，也就是说，根据需要予以冷却或加热。
为此，电池模块或电池系统可以包括流体，例如液体如乙醇比如丙醛-1元醇、2元醇、3元醇（甘油、丙三醇）、油或水或液体混合物，作为调温剂例如包括在调温剂回路中的冷却剂。
例如利用冷却板来实现冷却电池单池，在这些冷却板上安装着电池单池。在这些冷却板中要么容纳着冷却剂比如冷却水（气-热-冷却器），要么容纳着制冷剂，其通过热量即电池单池的热量而蒸发（蒸发器），并把热量通过冷却器排放到外界或空调设备（空调AC）。冷却系统除了包括冷却板或蒸发器和冷却器外，还包括例如由塑料或金属比如铝构成的软管和/或管，用于连接冷却板、蒸发器和/或冷却器。
WO 2012/028927 A2公开了一种带有电池组的电储存装置，其包括多个电池单池、一对端板和多个压紧带，其中，多个电池单池设置在一对端板之间，多个压紧带沿着多个电池单池在其顶面或底面上朝向，并分别固定在端板上，从而多个电池单池在一对端板之间压紧。
为了改善电池模块的功能，降低电池模块的成本，因而需要改善模块承载体和用于制造模块承载体的方法。
发明内容
本发明的具有独立权利要求的特征的装置和方法有如下优点：电池单池例如棱柱形电池单池能被简单地保持住、得到保护和被压紧。由此可以改善地满足机械要求。此外，模块承载体可以模块化。由此可以简化模块承载体的结构，减少模块承载体的组件数量。还可以提高模块承载体的多样性和/或可变性。由此可以降低成本例如制造成本、仓储成本、维护成本或维修成本，并保护资源。
有益地，电池单池包括单池底和单池顶盖，第一容纳区域借助第一承载机构的第一侧壁由用于引导单池底的在所述第一侧壁上构造的第一凸起例如侧翼式凸起或齿式凸起和用于引导单池顶盖的在所述第一侧壁上与第一凸起间隔开地构造的第二凸起例如侧翼式凸起或齿式凸起构成，第二容纳区域可以借助第二承载机构的第二侧壁由用于引导单池底的在所述第二侧壁上构造的第三凸起例如侧翼式凸起或齿式凸起和用于引导单池顶盖的在所述第二侧壁上与第三凸起间隔开地构造的第四凸起例如侧翼式凸起或齿式凸起构成。这样就能沿着两侧引导或保持住电池单池。由此能可靠地将电池单池固定在模块承载体内部。
有益地，电池单池包括设置在单池顶盖上的单池接头，第二凸起和第四凸起经过构造，从而它们与这些单池接头可靠地间隔开，和/或，第二凸起和第四凸起经过构造，从而可靠地遮盖住这些单池接头。由此可以保证例如借助单池连接器可靠地安装和/或可靠地连接多个电池单池。此外，对单池接头和/或单池连接器的接触可以得到防止，或者至少变得困难。
有益地，第一承载机构和第二承载机构可以构造成型部，例如U形型部或挤压成的型部。因而可以根据需求通过截断“环形”型部来制得承载机构。由此可以简化对承载机构的制造。还可以提高承载机构的多样性和/或可变性。由此可以降低成本。有益地，沿着第一空间方向的第一承载机构的长度和第二承载机构的长度可以适配于电池单池的在第一空间方向上的长度。由此可以根据电池单池的尺寸和数量来调整承载机构。由此可以进一步降低成本。有益地，第一承载机构和第二承载机构可以由塑料和/或金属例如铝构成。由此可以提高模块承载体的耐用性和稳固性。还可以简化对模块承载体的制造。
有益地，为了容纳调温剂，第一承载机构可以包括沿着第一空间方向构造的第一通道，第二承载机构可以包括沿着第一空间方向构造的第二通道，和/或，为了容纳调温剂，第一承载机构可以包括沿着第一空间方向构造的第三通道，第二承载机构可以包括沿着第一空间方向构造的第四通道。由此可以将对电池单池的调温整合到模块承载体中。由此可以在模块承载体中对电池单池调温（冷却或加热）。在此可以简化模块承载体和调温机构的结构。此外，可以改善对模块承载体的安装空间的利用。
有益地，第一连接机构可以包括第一连接通道，该第一连接通道可与第一通道和/或第二通道连接，且带有第一接头，用于流入或流出调温剂。由此可以通过第一连接机构进行调温剂的流入或流出。由此可以简化承载机构的结构。还可以限制模块承载体的组件数量。有益地，第一连接机构可以包括第一续引通道，该第一续引通道可与第一通道和第二通道连接，用于续引调温剂。由此可以便于调温剂流经模块承载体。由此可以简化承载机构的结构。还可以限制模块承载体的组件数量。有益地，第一连接机构可以包括第二续引通道，该第二续引通道可与第三通道和第四通道连接，用于续引调温剂。由此可以进一步便于调温剂流经模块承载体。有益地，第一连接机构可以包括分别用于回馈调温剂的可与第一通道和第三通道连接的第一回馈通道和可与第二通道和第四通道连接的第二回馈通道。由此可以进一步便于调温剂流经模块承载体。有益地，第二连接机构可以包括第二连接通道，第二连接通道可与第一通道或第二通道连接且带有第二接头，用于流入或流出调温剂。由此可以通过第二连接机构进行调温剂的流入或流出。由此可以简化承载机构的结构。还可以限制模块承载体的组件数量。有益地，第二连接机构可以包括第三连接通道，第三连接通道可与第三通道或第四通道连接且带有第三接头，用于流入或流出调温剂。由此可以改善调温剂经由第二连接机构流入或流出。由此可以简化承载机构的结构。还可以限制模块承载体的组件数量。有益地，模块承载体可以包括第一接合机构，该第一接合机构包括可与第一通道和第三通道连接的第四连接通道且带有第四接头，用于流入或流出调温剂。由此可以通过第一接合机构进行调温剂的流入或流出。由此可以简化连接机构的结构。有益地，模块承载体可以包括第二接合机构，该第二接合机构包括可与第二通道和第四通道连接的第五连接通道且带有第五接头，用于流入或流出调温剂。由此可以通过第二接合机构进行调温剂的流入或流出。由此可以进一步简化连接机构的结构。有益地，模块承载体可以包括用于密封调温剂回路的密封件。由此可以密封在通道、连接通道、续引通道和回馈通道之间的接口。
有益地，模块承载体还可以包括底板，例如包括用于容纳调温剂的另一通道的底板，其中，第一连接机构和第二连接机构适当地与该底板连接，从而该底板布置在第一承载机构和第二承载机构之间。由此可以进一步改善地满足机械要求。还可以改善有时在模块承载体内对电池单池的调温。
有益地，第一承载机构、第二承载机构、第一连接机构和/或第二连接机构可以包括用于固定模块承载体的固定机构例如固定孔。由此可以简化对模块承载体的安装。
本发明提出一种电池模块，其包括前述模块承载体和前述电池单池。本发明提出一种电池组，其包括前述模块承载体或前述电池模块。本发明提出一种电池，其包括前述模块承载体、前述电池模块或前述电池组。本发明提出一种电池系统，其包括前述模块承载体、前述电池模块、前述电池组或前述电池。
本发明还提出一种车辆，特别是汽车比如电动汽车、混合动力车辆或电动摩托车（电动自行车、电力自行车）、电动脚踏车（电动踏板车、电力踏板车）、海上交通工具比如电动船只、空中交通工具或太空交通工具，其包括与车辆相关的前述模块承载体、与车辆相关的前述电池模块、与车辆相关的前述电池组、与车辆相关的前述电池或与车辆相关的前述电池系统。
有益地，电池单池包括单池底和单池顶盖，第一容纳区域借助第一承载机构的第一侧壁由用于引导单池底的在所述第一侧壁上构造的第一凸起例如侧翼式凸起或齿式凸起和用于引导单池顶盖的在所述第一侧壁上与第一凸起间隔开地构造的第二凸起例如侧翼式凸起或齿式凸起构成，第二容纳区域可以借助第二承载机构的第二侧壁由用于引导单池底的在所述第二侧壁上构造的第三凸起例如侧翼式凸起或齿式凸起和用于引导单池顶盖的在所述第二侧壁上与第三凸起间隔开地构造的第四凸起例如侧翼式凸起或齿式凸起构成。这样就能沿着两侧引导或保持住电池单池。由此能可靠地将电池单池固定在模块承载体内部。
有益地，电池单池包括设置在单池顶盖上的单池接头，第二凸起和第四凸起经过构造，从而它们与这些单池接头可靠地间隔开，和/或，第二凸起和第四凸起经过构造，从而可靠地遮盖住这些单池接头。由此可以保证例如借助单池连接器可靠地安装和/或可靠地连接多个电池单池。此外，对单池接头和/或单池连接器的接触可以得到防止，或者至少变得困难。
有益地，第一承载机构和第二承载机构可以构造成型部，例如U形型部或挤压成的型部。因而可以根据需求通过截断“环形”型部来制得承载机构。由此可以简化对承载机构的制造。还可以提高承载机构的多样性和/或可变性。由此可以降低成本。有益地，沿着第一空间方向的第一承载机构的长度和第二承载机构的长度可以适配于电池单池的在第一空间方向上的长度。由此可以根据电池单池的尺寸和数量来调整承载机构。由此可以进一步降低成本。有益地，第一承载机构和第二承载机构可以由塑料和/或金属例如铝构成。由此可以提高模块承载体的耐用性和稳固性。还可以简化对模块承载体的制造。
有益地，为了容纳调温剂，第一承载机构可以包括沿着第一空间方向构造的第一通道，第二承载机构可以包括沿着第一空间方向构造的第二通道，和/或，为了容纳调温剂，第一承载机构可以包括沿着第一空间方向构造的第三通道，第二承载机构可以包括沿着第一空间方向构造的第四通道。由此可以将对电池单池的调温整合到模块承载体中。由此可以在模块承载体中对电池单池调温（冷却或加热）。在此可以简化模块承载体和调温机构的结构。此外，可以改善对模块承载体的安装空间的利用。
有益地，第一连接机构可以包括第一连接通道，该第一连接通道可与第一通道或第二通道连接，且带有第一接头，用于流入或流出调温剂。由此可以通过第一连接机构进行调温剂的流入或流出。由此可以简化承载机构的结构。还可以限制模块承载体的组件数量。有益地，第一连接机构可以包括第一续引通道，该第一续引通道可与第一通道和第二通道连接，用于续引调温剂。由此可以便于调温剂流经模块承载体。由此可以简化承载机构的结构。还可以限制模块承载体的组件数量。有益地，第一连接机构可以包括第二续引通道，该第二续引通道与第三通道和第四通道连接，用于续引调温剂。由此可以进一步便于调温剂流经模块承载体。有益地，第一连接机构可以包括分别用于回馈调温剂的与第一通道和第三通道连接的第一回馈通道和与第二通道和第四通道连接的第二回馈通道。由此可以进一步便于调温剂流经模块承载体。有益地，第二连接机构可以包括第二连接通道，第二连接通道与第一通道或第二通道连接且带有第二接头，用于流入或流出调温剂。由此可以通过第二连接机构进行调温剂的流入或流出。由此可以简化承载机构的结构。还可以限制模块承载体的组件数量。有益地，第二连接机构可以包括第三连接通道，第三连接通道与第三通道或第四通道连接且带有第三接头，用于流入或流出调温剂。由此可以改善调温剂经由第二连接机构流入或流出。由此可以简化承载机构的结构。还可以限制模块承载体的组件数量。有益地，模块承载体可以包括第一接合机构，该第一接合机构包括与第一通道和第三通道连接的第四连接通道且带有第四接头，用于流入或流出调温剂。由此可以通过第一接合机构进行调温剂的流入或流出。由此可以简化连接机构的结构。有益地，模块承载体可以包括第二接合机构，该第二接合机构包括可与第二通道和第四通道连接的第五连接通道且带有第五接头，用于流入或流出调温剂。由此可以通过第二接合机构进行调温剂的流入或流出。由此可以进一步简化连接机构的结构。有益地，模块承载体可以包括用于密封调温剂回路的密封件。由此可以密封在通道、连接通道、续引通道和回馈通道之间的接口。
有益地，该方法还可以包括提出一种底板，例如包括用于容纳调温剂的另一通道的底板，其中，第一连接机构和第二连接机构适当地与该底板连接，从而该底板布置在第一承载机构和第二承载机构之间。由此可以进一步改善地满足机械要求。还可以改善有时在模块承载体内对电池单池的调温。
有益地，第一承载机构、第二承载机构、第一连接机构和/或第二连接机构可以包括用于固定模块承载体的固定机构或固定孔。由此可以简化对模块承载体的安装。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出，并在下面的说明中予以详述。其中：
图1为根据本发明的一个实施方式的打开的电池模块10的示意性的立体图；
图2为根据本发明的该实施方式的模块承载体20的示意性的立体分解图；
图3为根据本发明的另一个实施方式的模块承载体30的示意性的立体分解图；
图4为根据本发明的另一个实施方式的模块承载体40的示意性的立体分解图；
图5为根据本发明的另一个实施方式的模块承载体50的示意性的立体分解图；
图6为根据本发明的另一个实施方式的模块承载体60的示意性的立体分解图；
图7为根据本发明的另一个实施方式的模块承载体70的示意性的立体分解图；
图8为根据本发明的另一个实施方式的模块承载体80的示意性的立体分解图；
图9为根据本发明的另一个实施方式的模块承载体90的示意性的立体分解图；
图10为根据本发明的另一个实施方式的模块承载体92的示意性的立体分解图；
图11为根据本发明的另一个实施方式的模块承载体94的示意性的立体分解图；
图12为根据本发明的另一个实施方式的模块承载体20′的示意性的立体分解图。
具体实施方式
图1所示为根据本发明的一个实施方式的打开的电池模块10的示意性的立体图。
电池模块10包括多个电池单池1001、1002、1003，例如两个、三个、四个或更多个电池单池。如图1中示范性地示出，电池单池1001、1002、1003朝向第一空间方向（x），从而它们的纵边相互平行地伸展，这些纵边朝向垂直于第一空间方向（x）的第二空间方向（y）。在按规定使用的情况下，垂直于第一空间方向（x）和第二空间方向（y）的第三空间方向（z）称为电池单池1001、1002、1003的高度方向。
电池单池1001、1002、1003可以为棱柱形，例如为方形，且分别包括单池壳体和单池顶盖，这些单池顶盖各有两个例如由铝或铜构成的电的单池接头1501、1551、1502、1552、1503、1553。为了进行电连接，电的单池接头例如可以分别包括螺纹孔。为了把电池单池1001、1002、1003电连接成电池模块，可以使用例如由铝或铜构成的连接件比如单池连接器，这些连接件使得电池单池1001、1002、1003的单池接头按照相应的要求相互电连接。为了制得电池模块，例如在对电池单池1001、1002、1003进行空间定向之后，比如借助激光将连接件熔焊在单池接头上。
电池单池1001、1002、1003可以是不可重复充电的一次单池或一次部件，或者是可重复充电的二次单池。二次单池例如可以是锂离子蓄电池（锂-蓄电池、锂离子-Akku、Li-离子-Akku、Li-离子-二次电池）或锂-聚合物-蓄电池（liPoly-Akku、LiPo-Akku）。电池单池1001、1002、1003可以设有电极线圈（Jelly Roll、JR、Swiss Roll），例如被构造成带有电极线圈的锂离子蓄电池（JR-Li-离子-Akku）。电池单池1001、1002、1003可以是袋式单池（袋袋电池）。在这种情况下，用于容纳和保存电解液的袋子（袋袋）可以包括一个、两个、三个或更多个电极线圈。此外，可以用保护套（保护性封套）包围一个或多个所述电极线圈和/或一个或多个所述袋子。保护套可以包含能抵抗阻力的（防撞击的、防弹的、防射击的、防枪击的、弹道的、防弹道的、防子弹的）材料，例如弹道式组织、比如弹道式聚酰胺组织（弹道式尼龙组织、弹道式尼龙）。这样就能保护电极线圈例如在事故情况下和/或在电极线圈被热穿透情况下免受外界损坏，所述穿透会对相邻电池单池施加显著的力。
电池模块10还包括具有第一容纳区域2021的第一承载机构2001，和具有第二容纳区域2022的与第一承载机构2001相对地布置的第二承载机构2002，用于承载电池单池1001、1002、1003。承载机构2001、2002优选相同地构造。承载机构2001、2002可以被构造成侧边部件。如图1中示范性地示出，承载机构2001、2002和/或容纳区域2021、2022可以构造成U形，从而它们例如用底侧凸起或边腿包围电池单池1001、1002、1003的单池底，且例如用顶盖侧的凸起或边腿包围其单池顶盖。底侧凸起和/或顶盖侧的凸起可以例如按50:50的比例设有齿，从而可以减少材料量，进而减轻重量。承载机构2001、2002可以构造成型部，例如U形型部、挤压成的型部或环形型部。承载机构2001、2002的沿着第一空间方向（x）的长度可以适配于电池单池1001、1002、1003的在第一空间方向（x）上的长度，从而模块承载体在电池单池1001、1002、1003的数量方面是可变的。承载机构2001、2002可以由塑料或者金属例如铝或铝合金构成。承载机构2001、2002经过适当布置，从而容纳区域2021、2022彼此相对地布置，且电池单池1001、1002、1003沿着第一空间方向（x）至少部分地呈夹子状地被包夹。承载机构2001、2002可以经过适当构造，从而它们与单池接头1501、1502、1503、1551、1552、1553可靠地间隔开，和/或单池接头1501、1502、1503、1551、1552、1553被可靠地遮盖。
电池模块10还包括第一连接机构3001和与该第一连接机构3001相对地布置的第二连接机构3002，用于使得承载机构2001、2002相互连接。连接机构3001、3002优选相同地构造。连接机构3001、3002可以被构造成端板或连接板。连接机构3001、3002可以由塑料或者金属例如铝或铝合金构成。
连接机构3001、3002与承载机构2001、2002连接，从而多个电池单池1001、1002、1003被固定和/或压紧在模块承载体中。为此，如图1中示范性地示出，承载机构2001、2002和连接机构3001、3002可以包括孔2101、2201、2102、2202或3102、3202、3302、3402。承载机构2001、2002的孔2101、2201、2102、2202可以被构造成螺纹孔。连接机构3001、3002可以与承载机构2001、2002例如通过螺钉4102、4202、4302、4402比如带帽螺钉、平头螺钉或埋头螺钉、螺杆、螺栓和/或螺母拧紧。替代地，连接机构3001、3002可以与承载机构2001、2002通过铆钉而铆接。连接机构3001、3002还可以与承载机构2001、2002熔焊或粘接。
对电池模块10的制造可以包括根据电池单池1001、1002、1003的数量和/或其尺寸将承载机构2001、2002截断。所述制造包括把电池单池1001、1002、1003装入到承载机构2001、2002之中或之间，并用第一连接机构3001将承载机构2001、2002连接起来。这些步骤可以按不同的顺序进行。所述制造还包括用第二连接机构3002进行连接。
图2所示为根据本发明的该实施方式的模块承载体20的示意性的立体分解图。
该模块承载体20相应于参照图1所述的模块承载体。图2也示出包括孔3101、3201、3301、3401和螺钉4101、4201、4401的第二连接机构3002，因而示出了其模块化的结构。相比于图1，承载机构2001、2002被缩短地示出。它们的在第一空间方向（x）上的长度可以适配于电池单池的尺寸和数量，从而该模块承载体20在电池单池的数量方面是可变的。
图3所示为根据本发明的另一个实施方式的模块承载体30的示意性的立体分解图。
该模块承载体30相应于参照图1所述的模块承载体。承载机构2001、2002的底侧的边腿比承载机构2001、2002的顶盖侧的边腿长，从而包围并保护电池单池的单池底。在此，承载机构2001、2002和连接机构3001、3002可以在较长的底侧的边腿区域中包括其它用于固定的孔。
图4所示为根据本发明的另一个实施方式的模块承载体40的示意性的立体分解图。
该模块承载体40相应于参照图1所述的模块承载体。模块承载体40还包括设置在承载机构2001、2002之间的底板500，从而包围并保护电池单池的单池底。底板500可以包括孔510、520。底板500的孔510、520可以如上所述被构造成螺纹孔。连接机构3001、3002可以包括其它孔3601、3502、3602，从而它们可以与底板500例如通过螺钉4502、4602、螺杆、螺栓和/或螺母拧紧。
图5所示为根据本发明的另一个实施方式的模块承载体50的示意性的立体分解图。
该模块承载体50相应于参照图1所述的模块承载体，且被设计用于对电池单池调温。为此，第一承载机构2001包括用于容纳调温剂的基本上沿着第一空间方向（x）构造的通道2701。调温剂可以包括流体，例如液体如乙醇比如丙醛-1元醇、2元醇、3元醇（甘油、丙三醇）、油或水或液体混合物。如图5中示范性地示出，通道2701可以具有圆形横截面。替代地，通道2701可以具有椭圆形、矩形、修圆的矩形或方形的横截面。通道2701可以被构造成沿着第一空间方向（x）呈直线形或波浪形比如正弦形。第一连接机构3001包括连接通道3701，该连接通道可与通道2701连接且包括用于流入或流出调温剂的接头3721，第二连接机构3002包括连接通道，该连接通道可与第一通道2701连接且包括用于流出或流入调温剂的接头3722。这些连接通道可以构造在连接机构3001、3002的内部，且分别包括在横截面、大小和/或位置方面与通道2701适配的开口，从而这些连接通道可与通道2701连接。如图5中示范性地示出，接头3721、3722可以在连接机构3001、3002上例如沿着第一空间方向（x）布置。接头3721、3722例如可以是接管、螺纹接管或橄榄形件。接头3721、3722可以与调温系统连接。因而可以用流经第一通道2701的调温剂对电池单池调温。模块承载体50还可以包括密封机构（未示出），例如密封件比如密封圈、密封盘或密封板或密封物质，用于使得通道之间的过渡部密封例如耐压地密封或液压地密封。
相应地，如图5中所示，第二承载机构2002可以包括通道2702，第一连接机构3001包括另一连接通道3801，该连接通道可与该通道2702连接且包括另一接头，第二连接机构3002包括另一连接通道，该连接通道可与该通道2702连接且包括接头3822。
图6所示为根据本发明的另一个实施方式的模块承载体60的示意性的立体分解图。
该模块承载体60相应于参照图5所述的模块承载体50。如图6中示范性地示出，在按照规定使用的情况下，接头3721、3821、3722、3822可以在连接机构3001、3002上沿着第三空间方向（z）布置，例如布置在顶侧。为此，连接通道3701、3801、3702、3802在连接机构3001、3002中基本上沿着第三空间方向（z）伸展。
图7所示为根据本发明的另一个实施方式的模块承载体70的示意性的立体分解图。
该模块承载体70类似于参照图5所述的模块承载体50。除了通道2701外，第一承载机构2001还包括用于容纳调温剂的另一通道2751，该通道也基本上沿着第一空间方向（x）优选基本平行地构造，且参照第一空间方向（x）构造在通道2701的上方和下方，，从而可以改善对电池单池的调温。
然而在该实施方式中，第一连接机构3001包括用于回馈调温剂的回馈通道3901，该回馈通道可与通道2701和所述另一通道2751连接，所述调温剂例如首先从第二连接机构3002沿着通道2701流经第一承载机构2001，接下来，现在从第一连接机构3001沿着所述另一通道2751再次流经第一承载机构2001。如图7示范性地示出，该回馈通道3901可以被构造成内凹或沟道。替代地，回馈通道3901可以构造在第一连接机构3001的内部，且包括两个彼此间隔开的开口。
第二连接机构3002包括另一连接通道，该连接通道可与第二通道2751连接且包括用于流出或流入调温剂的另一接头3762。如图7中示范性地示出，接头3722、3762可以在第二连接机构3002上例如沿着第一空间方向（x）布置。
相应地，如图7中示出，第二承载机构2002可以包括另一通道2752，第一连接机构3001包括另一回馈通道3921，该回馈通道可与通道2702及第二承载机构2002的所述另一通道2752连接，第二连接机构3002包括另一连接通道，该连接通道可与第二承载机构2002的所述另一通道2752连接且包括接头3862。
图8所示为根据本发明的另一个实施方式的模块承载体80的示意性的立体分解图。
该模块承载体80相应于参照图7所述的模块承载体70。如图8中示范性地示出，接头3722、3762、3822、3862可以在第二连接机构3002上沿着第三空间方向（z）例如布置在顶侧。为此，接头3701、3801、3702、3802在连接机构3001、3002中基本上沿着第三空间方向（z）伸展。
图9所示为根据本发明的另一个实施方式的模块承载体90的示意性的立体分解图。
该模块承载体90类似于参照图7所述的模块承载体70；承载机构2001、2002分别包括用于容纳调温剂的两个通道2701、2751、2702、2752。
然而在该实施方式中，第一连接机构3001包括用于续引调温剂的续引通道3941，该续引通道可与承载机构2001、2002的通道2701、2702连接，所述调温剂例如首先从第二连接机构3002的方向沿着通道2701流经第一承载机构2001，接下来，现在从第一连接机构3001沿着所述通道2702流经第二承载机构2002。如图7所示，该续引通道3941可以构造在第一连接机构3001的内部，且包括两个彼此间隔开的开口。通过该续引通道3941可以改善对与第一连接机构3001相邻地布置的电池单池的调温。
相应地，第一连接机构3001包括用于续引调温剂的另一续引通道3961，该续引通道可与承载机构2001、2002的其它通道2751、2752连接，所述调温剂例如首先从第二连接机构3002的方向沿着其它通道2751流经第一承载机构2001，接下来，现在从第一连接机构3001沿着其它通道2752流经第二承载机构2002。
根据模块承载体90的在第二连接机构3002方面的结构，例如在使用参照图8所述的带有四个接头3722、3762、3822、3862的第二连接机构3002时，调温剂可以在不同的相反的方向上流经续引通道3941、3961，从而使得调温更加均匀。
模块承载体90还可以包括第一接合机构6001，该连接机构包括用于流入或流出调温剂的连接通道6701、6751，该连接通道可与第一承载机构2001的通道2701和/或另一通道2751连接且包括接头6721。第一接合机构6001设置在第一承载机构2001与第二连接机构3002之间，从而可以使用参照图1所述的不包括通道和/或接头的第二连接机构3002。第一接合机构6001包括容纳区域6021，该容纳区域在横截面、大小和/或位置方面适配于第一承载机构2001的第一容纳区域2021。第一承载机构2001的在第一空间方向（x）上的长度可以缩短第一接合机构6001的长度。可以调整螺钉4102′、4202′的长度，从而第二连接机构3002可以与第一承载机构2001拧紧。
相应地，模块承载体90可以包括第二接合机构6002，该连接机构包括用于流入或流出调温剂的连接通道6702、6752，该连接通道可与第二承载机构2002的通道2702和/或另一通道2752连接且包括接头6722以及容纳区域6022和孔6102、6202。接合机构6001、6002可以相同地构造。此外，可以调整螺钉4302′、4402′的长度。
图10所示为根据本发明的另一个实施方式的模块承载体92的示意性的立体分解图。
该模块承载体92类似于参照图9所述的模块承载体90。模块承载体92还包括相应于第一接合机构6001的第三接合机构6003和第四接合机构6004。第三接合机构6003和第四接合机构6004设置在第一承载机构2001或第二承载机构2002与第一连接机构3001之间，从而可以使用参照图1所述的不包括通道和/或接头的第一连接机构3001。四个接合机构6001、6002、6003、6004可以相同地构造。第一承载机构2001和第二承载机构2002的在第一空间方向（x）上的长度可以缩短第一接合机构6001和第三接合机构6003或第二接合机构6002和第四接合机构6004的长度。此外，可以调整螺钉4101′、4201′、4301′、4401′的长度。
图11所示为根据本发明的另一个实施方式的模块承载体94的示意性的立体分解图。
该模块承载体94类似于参照图9和10所述的模块承载体90、92。
在该实施方式中，第一接合机构6001包括用于流入或流出调温剂的连接通道6701和另一连接通道6751，所述连接通道可与第一承载机构2001的通道2701连接且包括接头6721，所述另一连接通道可与第一承载机构2001的另一通道2751连接且包括接头6741。由此还将便于并简化与调温系统的连接。如在图11中示范性地示出，在按照规定使用的情况下，接头6721、6742可以在第一接合机构6001上沿着第三空间方向（z）布置，例如布置在顶侧。第一接合机构6001设置在第一承载机构2001与第一连接机构3001之间，从而可以使用参照图1所述的不包括通道和/或接头的第一连接机构3001。可以调整螺钉4101′、4201′的长度，从而第一连接机构3001可以与第一承载机构2001拧紧。
模块承载体94还包括第一回馈机构7001，其包括用于回馈调温剂的回馈通道，该回馈通道可与通道2701和第一承载机构2001的另一通道2751连接，所述调温剂例如首先从第一接合机构6001沿着通道2701流经第一承载机构2001，接下来，现在从第一回馈机构7001沿着所述另一通道2751再次流经第一承载机构2001。该回馈通道可以构造在第一回馈机构7001的内部，且包括两个彼此间隔开的开口。替代地，该回馈通道可以被构造成内凹或沟道。第一回馈机构7001设置在第一承载机构2001与第二连接机构3002之间，从而可以使用参照图1所述的不包括通道和/或接头的第二连接机构3002。第一回馈机构7001包括容纳区域7021，该容纳区域在横截面、大小和/或位置方面适配于第一承载机构2001的第一容纳区域2021。回馈机构7001的在第一空间方向（x）上的长度可以不同于特别是短于第一接合机构6001的长度。第一承载机构2001的在第一空间方向（x）上的长度可以缩短第一回馈机构7001的长度。可以调整螺钉4102′、4202′的长度，从而第二连接机构3002可以与第一承载机构2001拧紧。
相应地，模块承载体90可以包括第二接合机构6002和第二回馈机构7002，该第二连接机构包括用于流入或流出调温剂的连接通道和另一连接通道，该连接通道可与第二承载机构2002的通道2702连接且包括接头6742，该另一连接通道可与第二承载机构2002的另一通道2752连接且包括接头6742，该第二回馈机构包括用于回馈调温剂的回馈通道7902，该回馈通道可与第二承载机构2002的通道2702和另一通道2752连接。接合机构6001、6002优选相同地构造，回馈机构7001、7002优选相同地构造，从而减少不同组件的数量。
图12为根据本发明的另一个实施方式的模块承载体20′的示意性的立体分解图。
该模块承载体20′相应于参照图1所述的模块承载体，此外包括用于固定模块承载体20′的固定机构2051、3051例如固定孔或螺纹孔，从而能例如借助螺钉将模块承载体20′固定在电池组、电池、电池系统或车辆中或上。如图12中示范性地示出，固定机构2051、3051可以设置在承载机构2001、2002和/或连接机构3001、3002旁或上。固定机构2051、3051优选按格栅（Raster）方式布置，从而模块承载体20′在电池单池1001、1002、1003的数量方面可变。固定机构2051、3051优选与用于调温剂的通道间隔开，从而可靠地防止通道例如因在直径、长度和/或螺纹特性比如螺纹类型或螺纹导程方面并不适配于固定机构2051、3051的螺钉而受损。
模块承载体20;20′;30;40;50;60;70;80;90;92;94例如在图2、5和/或12中示出的模块承载体的特征可以相互组合。

Claims (22)

1.一种用于电池单池（1001、1002、1003）的模块承载体（20;20′;30;40;50;60;70;80;90;92;94），其特征在于：
- 用于承载电池单池（1001、1002、1003）的第一承载机构（2001）和布置在第一承载机构（2001）对面的第二承载机构（2002）；和
- 分别用于连接第一承载机构（2001）和第二承载机构（2002）的第一连接机构（3001）和布置在第一连接机构（3001）对面的第二连接机构（3002），
其中，
- 电池单池（1001、1002、1003）朝向第一空间方向（x），
- 为了容纳电池单池（1001、1002、1003），第一承载机构（2001）包括第一容纳区域（2021），第二承载机构（2002）包括第二容纳区域（2022），
- 第一承载机构（2001）和第二承载机构（2002）经过布置，使得第一容纳区域（2021）和第二容纳区域（2022）彼此相对地布置，且沿着第一空间方向（x）至少部分地包围电池单池（1001、1002、1003），
- 第一连接机构（3001）和第二连接机构（3002）适当地与第一承载机构（2001）和第二承载机构（2002）连接，从而电池单池（1001、1002、1003）被固定在模块承载体（20;20′;30;40;50;60;70;80;90;92;94）中，
- 电池单池（1001、1002、1003）包括单池底和单池顶盖，
- 第一容纳区域（2021）借助第一承载机构（2001）的第一侧壁由用于引导单池底的在所述第一侧壁上构造的第一凸起和用于引导单池顶盖的在所述第一侧壁上与第一凸起间隔开地构造的第二凸起构成，
- 第二容纳区域（2022）借助第二承载机构（2002）的第二侧壁由用于引导单池底的在所述第二侧壁上构造的第三凸起和用于引导单池顶盖的在所述第二侧壁上与第三凸起间隔开地构造的第四凸起构成，
- 为了容纳调温剂，第一承载机构（2001）包括沿着第一空间方向（x）构造的第一通道（2701），第二承载机构（2002）包括沿着第一空间方向（x）构造的第二通道（2702），或者，
- 为了容纳调温剂，第一承载机构（2001）包括沿着第一空间方向（x）构造的第三通道（2751），第二承载机构（2002）包括沿着第一空间方向（x）构造的第四通道（2752），
- 模块承载体（20;20′;30;40;50;60;70;80;90;92;94）包括第一接合机构（6001），该第一接合机构包括可与第一通道（2701）和第三通道（2751）连接的第四连接通道（6701、6751），且带有第四接头（6721），用于流入或流出调温剂，
- 模块承载体（20;20′;30;40;50;60;70;80;90;92;94）包括第二接合机构（6002），该第二接合机构包括可与第二通道（2702）和第四通道（2752）连接的第五连接通道（6702、6752），且带有第五接头（6722），用于流入或流出调温剂。
2.如权利要求1所述的模块承载体（20;20′;30;40;50;60;70;80;90;92;94），其中：
- 电池单池（1001、1002、1003）包括设置在单池顶盖上的单池接头（1501、1502、1503、1551、1552、1553），
- 第二凸起和第四凸起经过构造，从而它们与所述单池接头（1501、1502、1503、1551、1552、1553）可靠地间隔开，或者，
- 第二凸起和第四凸起经过构造，从而可靠地遮盖住所述单池接头（1501、1502、1503、1551、1552、1553）。
3.如权利要求1-2中任一项所述的模块承载体（20;20′;30;40;50;60;70;80;90;92;94），其中：
- 第一承载机构（2001）和第二承载机构（2002）被构造成型部，
- 沿着第一空间方向（x）的第一承载机构（2001）的长度和第二承载机构（2002）的长度可适配于电池单池（1001、1002、1003）的在第一空间方向（x）上的长度，或者，
- 第一承载机构（2001）和第二承载机构（2002）由塑料或金属构成。
4.如权利要求3所述的模块承载体（20;20′;30;40;50;60;70;80;90;92;94），其中：
- 第一承载机构（2001）和第二承载机构（2002）被构造U形型部或挤压成的型部。
5.如权利要求3所述的模块承载体（20;20′;30;40;50;60;70;80;90;92;94），其中：
- 第一承载机构（2001）和第二承载机构（2002）由铝构成。
6.如权利要求5所述的模块承载体（20;20′;30;40;50;60;70;80;90;92;94），其中：
- 第一连接机构（3001）包括第一连接通道（3701、3801），该第一连接通道可与第一通道（2701）或第二通道（2702）连接，且带有第一接头（3721、3821），用于流入或流出调温剂，
- 第一连接机构（3001）包括第一续引通道（3941），该第一续引通道可与第一通道（2701）和第二通道（2702）连接，用于续引调温剂，
- 第一连接机构（3001）包括第二续引通道（3961），该第二续引通道可与第三通道（2751）和第四通道（2752）连接，用于续引调温剂，
- 第一连接机构（3001）包括分别用于回馈调温剂的可与第一通道（2701）和第三通道（2751）连接的第一回馈通道（3901）和可与第二通道（2702）和第四通道（2752）连接的第二回馈通道（3921），
- 第二连接机构（3002）包括第二连接通道，该第二连接通道可与第一通道（2701）或第二通道（2702）连接，且带有第二接头（3722、3822），用于流入或流出调温剂，
- 第二连接机构（3002）包括第三连接通道，该第三连接通道可与第三通道（2751）或第四通道（2752）连接，且带有第三接头（3762、3862），用于流入或流出调温剂，
- 模块承载体（20;20′;30;40;50;60;70;80;90;92;94）包括用于密封调温剂回路的密封件。
7.如权利要求1-2中任一项所述的模块承载体（20;20′;30;40;50;60;70;80;90;92;94），还包括：
- 底板（500），
其中：
- 第一连接机构（3001）和第二连接机构（3002）适当地与该底板（500）连接，从而该底板（500）布置在第一承载机构（2001）和第二承载机构（2002）之间。
8.如权利要求1-2中任一项所述的模块承载体（20;20′;30;40;50;60;70;80;90;92;94），其中：
- 第一承载机构（2001）、第二承载机构（2002）、第一连接机构（3001）或第二连接机构（3002）包括用于固定模块承载体（20;20′;30;40;50;60;70;80;90;92;94）的固定机构（2051、3051）或固定孔。
9.一种电池模块（10），包括：
- 根据权利要求1-8中任一项的模块承载体（20;20′;30;40;50;60;70;80;90;92;94）；和
- 电池单池（1001、1002、1003）。
10.一种电池组，包括：
- 根据权利要求1-8中任一项的模块承载体（20;20′;30;40;50;60;70;80;90;92;94），或
- 根据权利要求9的电池模块（10）。
11.一种电池，包括：
- 根据权利要求1-8中任一项的模块承载体（20;20′;30;40;50;60;70;80;90;92;94）；
- 根据权利要求9的电池模块（10）；或
- 根据权利要求10的电池组。
12.一种电池系统，包括：
- 根据权利要求1-8中任一项的模块承载体（20;20′;30;40;50;60;70;80;90;92;94）；
- 根据权利要求9的电池模块（10）；
- 根据权利要求10的电池组；或
- 根据权利要求11的电池。
13.一种车辆、汽车、电动汽车或混合动力车辆，包括：
- 与车辆相关的根据权利要求1-8中任一项的模块承载体（20;20′;30;40;50;60;70;80;90;92;94）；
- 与车辆相关的根据权利要求9的电池模块（10）；
- 与车辆相关的根据权利要求10的电池组；
- 与车辆相关的根据权利要求11的电池；或
- 与车辆相关的根据权利要求12的电池系统。
14.用于制造电池单池（1001、1002、1003）的模块承载体（20;20′;30;40;50;60;70;80;90;92;94）的方法，其特征在于：
- 制备用于承载电池单池（1001、1002、1003）的第一承载机构（2001）和布置在第一承载机构（2001）对面的第二承载机构（2002）；和
- 制备分别用于连接第一承载机构（2001）和第二承载机构（2002）的第一连接机构（3001）和布置在第一连接机构（3001）对面的第二连接机构（3002），
其中，
- 电池单池（1001、1002、1003）朝向第一空间方向（x），
- 为了容纳电池单池（1001、1002、1003），第一承载机构（2001）包括第一容纳区域（2021），第二承载机构（2002）包括第二容纳区域（2022），
- 第一承载机构（2001）和第二承载机构（2002）经过布置，使得第一容纳区域（2021）和第二容纳区域（2022）彼此相对地布置，且沿着第一空间方向（x）至少部分地包围电池单池（1001、1002、1003），
- 第一连接机构（3001）和第二连接机构（3002）适当地与第一承载机构（2001）和第二承载机构（2002）连接，从而电池单池（1001、1002、1003）被固定在模块承载体（20;20′;30;40;50;60;70;80;90;92;94）中，其中：
- 电池单池（1001、1002、1003）包括单池底和单池顶盖，
- 第一容纳区域（2021）借助第一承载机构（2001）的第一侧壁由用于引导单池底的在所述第一侧壁上构造的第一凸起和用于引导单池顶盖的在所述第一侧壁上与第一凸起间隔开地构造的第二凸起构成，
- 第二容纳区域（2022）借助第二承载机构（2002）的第二侧壁由用于引导单池底的在所述第二侧壁上构造的第三凸起和用于引导单池顶盖的在所述第二侧壁上与第三凸起间隔开地构造的第四凸起构成，其中：
- 为了容纳调温剂，第一承载机构（2001）包括沿着第一空间方向（x）构造的第一通道（2701），第二承载机构（2002）包括沿着第一空间方向（x）构造的第二通道（2702），或者，
- 为了容纳调温剂，第一承载机构（2001）包括沿着第一空间方向（x）构造的第三通道（2751），第二承载机构（2002）包括沿着第一空间方向（x）构造的第四通道（2752），其中：
- 模块承载体（20;20′;30;40;50;60;70;80;90;92;94）包括第一接合机构（6001），该第一接合机构包括与第一通道（2701）和第三通道（2751）连接的第四连接通道（6701、6751），且带有第四接头（6721），用于流入或流出调温剂，
- 模块承载体（20;20′;30;40;50;60;70;80;90;92;94）包括第二接合机构（6002），该第二接合机构包括与第二通道（2702）和第四通道（2752）连接的第五连接通道（6702、6752），且带有第五接头（6722），用于流入或流出调温剂。
15.如权利要求14所述的方法，其中：
- 电池单池（1001、1002、1003）包括设置在单池顶盖上的单池接头（1501、1502、1503、1551、1552、1553），
- 第二凸起和第四凸起经过构造，从而它们与所述单池接头（1501、1502、1503、1551、1552、1553）可靠地间隔开，或者，
- 第二凸起和第四凸起经过构造，从而可靠地遮盖住所述单池接头（1501、1502、1503、1551、1552、1553）。
16.如权利要求14或15所述的方法，其中：
- 第一承载机构（2001）和第二承载机构（2002）被构造成型部，
- 沿着第一空间方向（x）的第一承载机构（2001）的长度和第二承载机构（2002）的长度适配于电池单池（1001、1002、1003）的在第一空间方向（x）上的长度，或者，
- 第一承载机构（2001）和第二承载机构（2002）由塑料或金属构成。
17.如权利要求14所述的方法，其中：
- 第一连接机构（3001）包括第一连接通道（3701、3801），该第一连接通道与第一通道（2701）或第二通道（2702）连接，且带有第一接头（3721、3821），用于流入或流出调温剂，
- 第一连接机构（3001）包括第一续引通道（3941），该第一续引通道与第一通道（2701）和第二通道（2702）连接，用于续引调温剂，
- 第一连接机构（3001）包括第二续引通道（3961），该第二续引通道与第三通道（2751）和第四通道（2752）连接，用于续引调温剂，
- 第一连接机构（3001）包括分别用于回馈调温剂的与第一通道（2701）和第三通道（2751）连接的第一回馈通道（3901）和与第二通道（2702）和第四通道（2752）连接的第二回馈通道（3921），
- 第二连接机构（3002）包括第二连接通道，该第二连接通道与第一通道（2701）或第二通道（2702）连接，且带有第二接头（3722、3822），用于流入或流出调温剂，
- 第二连接机构（3002）包括第三连接通道，该第三连接通道与第三通道（2751）或第四通道（2752）连接，且带有第三接头（3762、3862），用于流入或流出调温剂，
- 模块承载体（20;20′;30;40;50;60;70;80;90;92;94）包括用于密封调温剂回路的密封件。
18.如权利要求14或15所述的方法，还包括：
- 制备底板（500），
其中：
- 第一连接机构（3001）和第二连接机构（3002）适当地与该底板（500）连接，从而该底板（500）布置在第一承载机构（2001）和第二承载机构（2002）之间。
19.如权利要求14或15所述的方法，其中：
- 第一承载机构（2001）、第二承载机构（2002）、第一连接机构（3001）或第二连接机构（3002）包括用于固定模块承载体（20;20′;30;40;50;60;70;80;90;92;94）的固定机构（2051、3051）或固定孔。
20.如权利要求16所述的方法，其中：
- 第一承载机构（2001）和第二承载机构（2002）被构造成U形型部。
21.如权利要求16所述的方法，其中：
- 第一承载机构（2001）和第二承载机构（2002）被构造成挤压成的型部。
22.如权利要求16所述的方法，其中：
- 第一承载机构（2001）和第二承载机构（2002）由铝构成。
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