CN104969380B - 蓄电池单池和具有定位设备的模块壳体、以及由蓄电池单池和模块壳体构成的相应的蓄电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括单池壳体(2)的蓄电池单池(1)、用于容纳至少一个蓄电池单池(1)的模块壳体(20)、包括模块壳体(20)和至少一个蓄电池单池(1)的蓄电池模块(21)、包括至少一个蓄电池模块(21)的蓄电池和包括蓄电池的机动车。为了优化蓄电池和机动车的运行安全性并且能够为此将蓄电池单池(1)更安全地布置在模块壳体(20)中，根据本发明规定，蓄电池单池(1)具有至少一个定位凸起(4)并且模块壳体(20)具有至少一个用于该定位凸起(4)的定位接纳口(11)。

Description

蓄电池单池和具有定位设备的模块壳体、以及由蓄电池单池 和模块壳体构成的相应的蓄电池模块
技术领域
本发明涉及一种包括单池壳体和布置在其中的电极结构的蓄电池单池。本发明还涉及一种用于容纳至少一个蓄电池单池的模块壳体。此外，本发明还涉及一种包括模块壳体和至少一个布置在该模块壳体中的蓄电池单池的蓄电池模块。此外，本发明还涉及一种包括至少一个蓄电池模块的蓄电池以及包括驱动设备和传递驱动能量地与该驱动设备相连接的蓄电池。
背景技术
前述类型的蓄电池单池、模块壳体、蓄电池模块、蓄电池和机动车通常是已知的。在安装蓄电池模块时在模块壳体中布置至少一个蓄电池单池，并且如果单个蓄电池单池不能够传输足够量的电能，则在模块壳体中布置多个蓄电池单池。为了能够在模块壳体中固定至少一个蓄电池单池或者多个蓄电池单池，将这些蓄电池单池例如相互压紧在模块壳体中或者将该至少一个蓄电池单池或这些相互压紧的蓄电池单池压紧在模块壳体中。在此在该蓄电池单池或者这些蓄电池单池和该模块壳体之间或者在这些蓄电池单池本身之间能够存在短路。短路危害具有蓄电池模块的蓄电池的以及具有该蓄电池的机动车的蓄电池安全。因为短路能够导致蓄电池的爆炸，那么由于通常存储的大量的电能同样对于蓄电池或机动车的用户的身体和生命存在危险。
发明内容
根据本发明提出了一种前述类型的蓄电池单池，其单池壳体具有至少一个立足在单池壳体的外侧面的定位凸起。此外根据本发明还提出了一种前述类型的模块壳体，其中该模块壳体的侧面具有至少一个用于定位凸起的定位接纳口，其在该模块壳体的内部开口。此外根据本发明还提出了前述类型的蓄电池模块，其模块壳体是根据本发明的模块壳体且其至少一个蓄电池单池是根据本发明的蓄电池单池，其中该至少一个定位接纳口和该至少一个定位凸起彼此互补地构造并且该定位凸起布置在该定位接纳口中。此外根据本发明提出了一种前述类型的蓄电池，其蓄电池模块是根据本发明的蓄电池模块。接着根据本发明提出了一种前述类型的机动车，其蓄电池是根据本发明的蓄电池。
本发明的优点
该定位凸起和定位接纳口实现蓄电池单池和模块壳体之间的形状匹配的连接，其中该形状匹配的连接阻止模块壳体之内的蓄电池单池至少平行于设置有定位凸起的蓄电池单池的侧面的移动。该蓄电池单池能够通过形状匹配的连接与其他蓄电池单池或者与模块壳体的其他侧面保持间距，从而防止多个蓄电池单池相互接触或者该至少一个蓄电池单池与模块壳体的侧面接触。由此安全地避免短路，这显著地提高了蓄电池和机动车的运行安全性。
根据本发明的方案能够由不同的、分别用于有利地、相互任意结合的技术方案进一步优化。以下进一步解释这些实施方式及与其相关的优点。
这样形成具有两个定位凸起的单池壳体，其中这两个定位凸起布置在单池壳体本身的外侧面上。该模块壳体也能够形成具有两个定位接纳口，两个定位接纳口布置在模块壳体的相同的侧面上且尤其布置在该模块壳体的内侧面上。这两个定位凸起和两个定位接纳口能够再次分别相互形状匹配地构造，从而每个定位凸起能够分别插入定位接纳口。每个定位凸起尤其插入至这些定位接纳口之一中。通过提供不止一个定位凸起结合不止一个定位接纳口，不仅阻止蓄电池单池在模块壳体内移动，而且防止其围绕垂直于具有这些定位凸起的蓄电池单池延伸的轴转动。此外蓄电池单池简单地插入该模块壳体中，其中该至少一个定位凸起和该至少一个定位接纳口明显地预定该蓄电池单池的期望位置。沿着堆叠方向，其中多个蓄电池单池一个接着一个地布置在蓄电池模块中，这些定位接纳口能够如此相互间隔地布置，使得这些蓄电池单池相互间隔地插入至模块壳体中。
为了能够防止蓄电池单池在模块壳体中的移动或者转动，并且确保蓄电池单池以规定的方向布置在模块壳体中，能够构造至少一个定位凸起，以能够仅以一个方向或者定向插入至定位接纳口中。例如该定位凸起能够具有弧形截面且与定位接纳口一起构建编码装置，这确保，蓄电池单池仅能够按预定的方向插入模块壳体中。替代方案或者附加方案能够是以不同的方式构造定位凸起和定位接纳口。蓄电池单池的定位凸起和用于两个定位凸起的定位接纳口尤其能够构建编码装置。为此至少一个定位凸起能仅伸入一个定位接纳口中，而不能伸入两个定位接纳口的另一个中。这些定位凸起能够例如具有不同地形成的截面。替代的或附加的方案能够是这些定位凸起构造为不同的厚度，从而两个定位凸起的较厚的不能够互补地伸入两个定位凸起的较薄地构造的定位接纳口中。
该模块壳体能够构造为容纳多个蓄电池单池。因此所有蓄电池单池能够安全地容纳在模块壳体中，用于至少一个和尤其是每个蓄电池单池的模块壳体提供至少一个定位接纳口。一些蓄电池单池能够设置有定位接纳口和/或定位凸起而其他蓄电池单池没有设置有定位接纳口或者定位凸起或者具有至少一个定位凸起和至少一个定位接纳口。相比于不具有定位凸起的蓄电池单池，具有至少一个定位接纳口的蓄电池单池通常在其内部具有更小的用于电极装置的空间，从而这些蓄电池单池的电容能够相对较低。
因为该模块壳体构造为具有至少一个定位接纳口，因此也能够容纳不具有定位凸起的蓄电池单池。替代的方案能够是用于至少一个蓄电池单池的模块壳体具有从模块壳体的侧面到模块壳体之内的定位凸起并且该蓄电池单池具有至少一个从蓄电池单池之内向外开口的定位接纳口。然而以这种模块壳体不能使用不具有定位接纳口的蓄电池单池，因为这样的蓄电池单池由于其缺少定位接纳口不再能够插入至模块壳体中。
通常这些蓄电池单池应该相互压紧，以例如提高这些蓄电池单池的寿命。这些相互压紧的蓄电池单池构成蓄电池单池堆，其能够具有多个以及尤其是至少对应于定位凸起或者定位接纳口的数量的一定数量的蓄电池单池堆的蓄电池单池。通过多个定位凸起或者定位接纳口，相对较重的蓄电池单池堆也能够安全地避免平行于包括定位凸起或者定位接纳口的蓄电池单池的侧面的移动或者转动而安全地处于模块壳体中。
为了避免相互压紧的蓄电池单池相互导电地接触并且因此能够造成短路，能够在这些蓄电池单池之间分别设置间隔元件，例如间隔板，其将这些蓄电池单池相互电性绝缘。甚至当存在越过单池壳体突出的焊接时，这些相互压紧的蓄电池单池能够通过该间隔元件安全地相互绝缘地布置在模块壳体中。如果不必压紧这些蓄电池单池，那么这些定位接纳口能够如此布置在模块壳体中，使得突出的焊接也不能够导致相邻的蓄电池单池之间的相互接触。
优选地，这些蓄电池单池是能够再充电的蓄电池单池且基于例如锂离子技术并且优选地是锂离子蓄电池单池。优选地该机动车能够至少部分地或者甚至完全地由电驱动。
附图说明
以下根据关于这些示意图的实施例示范性地阐述本发明。其中这些实施方式的不同的特征能够独立地相互结合，如其已经在各有利的技术方案中所实施的。其中：
图1示出了根据本发明的蓄电池单池的实施例的外观示意图；
图2示出了根据本发明构造的模块壳体的侧面的外观示意图；以及
图3示出了根据本发明的蓄电池模块的外观图。
具体实施方式
首先阐述根据本发明的蓄电池单池关于图1的实施例的构造和功能。
图1示出了蓄电池单池1的示意性的外观正视图，其中蓄电池单池1的连接端接触被蓄电池单池1的单池壳体2遮盖。该单池壳体2主要构造为棱柱形的或者圆柱形的或者是长方体并且具有例如六个外侧面。外侧面3设置有至少一个定位凸起4，其在立足在外侧面3并且沿着其纵向5远离外侧面3延伸。优选地纵向5垂直于外侧面3定向。在图1中所示的实施例中定位凸起4被示作具有圆形基面的圆柱体。但是替代方案能够是该定位凸起4还具有其他的且例如是多边形的或者弧形的截面，其中该截面垂直于纵向延伸地走向。
可选的方案能够是蓄电池1具有至少一个另外的定位凸起6，其同样布置在外侧面3上并且平行于纵向5远离单池壳体2延伸。该另外的定位凸起6在图1的实施例中如定位凸起4一样示作具有圆形基面的圆柱体。该其他的定位凸起6还能够具有偏离圆形的以及例如是多边形的或者弧形的截面。
这些定位凸起4、6能够以彼此不同的方式构造。在图1的实施例中这些定位凸起4、6具有横穿其纵向5的不同的厚度。可选的或者附加的方案能够是这些定位凸起4、6具有不同的截面形式或者平行于纵向5测量的长度。
图2示出了根据本发明的模块壳体的第一实施例，其中仅仅示出了该模块壳体的一个侧面。以下为对应于图1的实施例的元件的功能和/或构造的元件使用相同的附图标记。
例如在图2中所示的侧面10能够是该模块壳体的底部。该侧面10构造为包括至少一个定位接纳口11，其中在纵向5上至少一个蓄电池单池1的定位凸起4能够是可插入的。为此定位接纳口11相反于纵向5开口并且尤其处于模块壳体的内部。如果该蓄电池单池1具有多个定位凸起4、6且尤其具有两个定位凸起4、6，那么该侧面10能够构造为包括多个且尤其是另外的定位接纳口12。这两个定位接纳口11、12能够如此布置，使得蓄电池单池1的这些定位凸起4、6分别能够插入这些定位接纳口11、12的一个中。
通过使用具有定位接纳口11的定位凸起4，能够保护该蓄电池1以防其在模块壳体内垂直于纵向5移动。如果在蓄电池单池1的定位接纳口11、12上使用多个且尤其是至少两个定位凸起4、6和之类数量，那么由此不仅能够保护蓄电池单池1不在模块壳体内移动，而且能够保护其不围绕平行于纵向5延伸的轴旋转。
优选地该至少一个定位接纳口11构造为与至少一个定位凸起4互补，从而该定位接纳口11能够形状匹配地容纳该定位凸起4。尤其能够如此测量横向于纵轴5的该至少一个定位接纳口11，使得能够无问题地且基本上无间隙(spielfrei)地容纳该至少一个定位凸起4。
应将多个蓄电池单池1布置在模块壳体中，这样侧面10能够为每个蓄电池单池1具有至少一个定位接纳口11和多个、尤其是两个定位接纳口11、12，从而能够通过形状匹配地连接在模块壳体中来保护所有的蓄电池单池1。
如果这些定位凸起4、6构造为不同，那么例如定位接纳口11被构造为与定位凸起4互补且定位接纳口12被构造为与定位凸起6互补。如果定位凸起4构造为仅仅能够插入至定位接纳口11内，而不能够插入至定位接纳口12内，那么这些定位凸起4、6和定位接纳口11、12构成编码装置，该编码装置确保，蓄电池单池1仅仅能够仅以预定的方向在模块壳体中使用。由此能够避免错误地布置蓄电池单池1的连接端极并且因此能够避免错误地极化的蓄电池单池1的连接端。
为了构造编码装置，这些定位凸起4、6和定位接纳口11、12能够替代地或附加地如此布置，使得蓄电池单池1仅仅能够以预定的方向插入至模块壳体中。这些定位凸起4、6和定位接纳口11、12例如能够布置在多边形、例如三角形的拐角里。
该至少一个定位接纳口11能够构造为具有底部的盲孔或者作为通孔穿过侧面10。如果设置多个或者尤其是两个定位接纳口11、12，那么其不仅能够横向于纵向5，而且还能够在纵向5上有不同的尺寸。这些定位接纳口11、12之一尤其能够在纵向5上具有不同于其他的定位接纳口11、12另一深度。如果这些定位凸起4、6具有不同的长度，那么同样能够由于这些定位接纳口11、12的不同深度提供编码功能。
图3示出了根据本发明的蓄电池模块的第一实施例的部分剖面，其中模块壳体及其侧面10以及所示蓄电池单池1之一被部分切割地且其他的蓄电池单池1未被切割地示出。对相应于至此的实施例的元件的作用和/或构造的元件，使用相同的附图标记。
在图3所示的蓄电池模块21的模块壳体20中，侧面10构成模块壳体20的底部，其限制用于在纵向5上容纳蓄电池单池1的体积。在图3的实施例的模块壳体20中布置五个蓄电池单池1，其连接端接触22、23在纵向5上布置在对应的蓄电池单池1的单池壳体2之前，其中单池壳体2的外侧面24的这些连接端接触22、23背对纵向5远离地延伸。自然该蓄电池模块21能够构造用于，容纳其他数量的蓄电池单池1，其中至少一个蓄电池单池1为根据本发明构造的蓄电池单池1。
该至少一个定位凸起4布置在定位接纳口11中。该定位凸起4和定位接纳口11将蓄电池1和模块壳体20形状匹配地相互连接，从而蓄电池1不能够在模块壳体20中垂直于纵向5移动。此外还示出了具有另外的定位凸起6的蓄电池单池1，另外的定位凸起6布置在定位接纳口12中。因此不仅保护蓄电池单池1不移动，而且还保护其不围绕在模块壳体20中平行于纵向5延伸的转动轴作不期望的旋转。
因此能够将这些蓄电池单池1组合为蓄电池单池堆25，该蓄电池模块21具有夹紧装置26，其将这些蓄电池单池1相互夹紧。该夹紧装置26尤其沿着垂直于纵向5延伸的堆叠方向27夹紧这些蓄电池单池1，沿着该堆叠方向27依次布置这些蓄电池单池1。
为了避免，这些相邻的蓄电池单池1能够相互导电地接触，在这些相邻的蓄电池单池1之间布置间隔元件28，例如间隔板，其与这些蓄电池单池1一起被夹紧至蓄电池单池堆25且这些相邻的蓄电池单池1相互电绝缘。在所有连续的蓄电池单池1中均能够设置间隔元件28。

Claims (6)

1.蓄电池单池(1)，其包括单池壳体(2)和布置在其中的电极结构，其特征在于，所述单池壳体(2)具有至少一个立足在所述单池壳体(2)的外侧面(3)上的定位凸起(4)，其中，所述单池壳体(2)成型为具有两个定位凸起(4、6)，所述两个定位凸起被布置在相同的外侧面(3)上，并且所述两个定位凸起(4、6)以不同的形状加以成型，其中所述单池壳体(2)还包括连接端接触(22，23)。
2.模块壳体(20)，其用于容纳至少一个根据权利要求1所述的蓄电池单池(1)，其特征在于，所述模块壳体(20)的侧面(10)具有至少一个用于所述蓄电池单池(1)的所述定位凸起(4)的定位接纳口(11)，所述定位接纳口(11)在所述模块壳体(20)的内部开口，其中，所述模块壳体(20)成型为具有两个定位接纳口(11、12)，所述两个定位接纳口被布置在相同的侧面(3)上，并且所述两个定位接纳口(11、12)以不同的形状加以构造。
3.蓄电池模块(21)，其具有至少一个蓄电池单池(1)和容纳所述蓄电池单池(1)的模块壳体(20)，其特征在于，所述蓄电池单池(1)是根据权利要求1所述的蓄电池单池(1)并且所述模块壳体(20)是根据权利要求2所述的模块壳体(20)，其中，至少一个定位接纳口(11)和至少一个定位凸起(4)彼此互补地加以成型并且所述定位凸起(4)被布置在所述定位接纳口(11)中。
4.根据权利要求3所述的蓄电池模块(21)，其中，所述至少一个定位凸起(4)和所述至少一个定位接纳口(11)构成编码装置，所述编码装置确保，所述蓄电池单池(1)仅能够以预先确定的方向插入所述模块壳体(20)中。
5.蓄电池，其具有至少一个蓄电池模块(21)，其特征在于，所述蓄电池模块(21)为根据权利要求3或4所述的蓄电池模块(21)。
6.机动车，其具有驱动设备和传递驱动能量地与所述驱动设备相连接的蓄电池，其特征在于，所述蓄电池为根据权利要求5所述的蓄电池。
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