CN105390766B - 蓄电池模块 - Google Patents

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Abstract

一种用于对机动车辆提供纯电驱动的蓄电池模块(10)，具有：第一部分模块(12)，具有多个第一蓄电池单体(14)，在第一体积中冷却第一蓄电池单体(14)的冷却介质流经第一部分模块；第二部分模块(16)，具有多个第二蓄电池单体(18)，在第二体积中冷却第二蓄电池单体的冷却介质流经第二部分模块，第一部分壳体具有伸入在第一中间空间中的第一管状凸缘，第二部分壳体具有伸入在第二中间空间中的第二管状凸缘，第一体积经由第一管状凸缘和第二管状凸缘连接至第二体积。借助于管状凸缘，能够在不需要额外安装空间的情况实现对第一和第二蓄电池单体的直接冷却，使得具有小安装空间和高效率水平的蓄电池模块成为可能。

Description

蓄电池模块
技术领域
本发明涉及一种用于对机动车辆提供纯电驱动的蓄电池模块，借助于该蓄电池模块可以存储对于能够驱动机动车辆而言足够的电能。
背景技术
DE 10 2006 018 849 A1披露了一种蓄电池模块，其中多个被配置成圆形单体的蓄电池单体被安排成串联地、同轴地一个接一个地相连接，其中这些排的蓄电池单体相对于这些蓄电池单体的纵向延伸方向横向地彼此相邻地安排成多排，并且沿着成列方向的多排蓄电池单体被安排成偏离了后面的蓄电池单体的成排方向上的中心线距离的一半。这些蓄电池单体以多排被插入一个多部分模块框架中。该模块框架在相对于蓄电池单体的纵向方向横向延伸的平面中具有基本上矩形的外部形状，一个大致半圆形的凹陷从该外部形状伸出跨过在一个接一个安排的蓄电池单体的纵向方向上延伸的模块框架总长度、在蓄电池单体的线末端处进入在这些相对于彼此偏离地安排的蓄电池单体之间形成的一个中间空间之中。
持续地需要减小蓄电池模块的安装空间并提高其效率水平。
发明内容
本发明的目的是披露使蓄电池模块能够具有小的安装空间以及高效率水平的多种措施。
该目的是根据本发明通过具有下述1的特征的蓄电池模块实现的。下述2-9中指明了本发明的优选改进，这些改进可以各自单独地或组合地表示本发明的一个方面。
1.一种用于对机动车辆提供纯电驱动的蓄电池模块，该蓄电池模块具有
第一部分模块(12)，该第一部分模块具有多个具体被配置成圆形单体的第一蓄电池单体(14)，其中用于在至少部分地由第一部分壳体(28)界定的第一体积中冷却这些第一蓄电池单体(14)的冷却介质能够流经该第一部分模块(12)，以及
第二部分模块(16)，该第二部分模块具有多个具体被配置成圆形单体的第二蓄电池单体(18)，其中用于在至少部分地由第二部分壳体(34)界定的第二体积中冷却这些第二蓄电池单体(18)的冷却介质能够流经该第二部分模块(16)，
其中该第一部分壳体(28)在指向该第二部分壳体(34)的一侧上具有伸入在这些第一蓄电池单体(14)之间形成的第一中间空间(24)之中的第一管状凸缘(36)，并且该第二部分壳体(34)在指向该第一部分壳体(28)的一侧上具有伸入在这些第二蓄电池单体(18)之间形成的第二中间空间(30)之中的第二管状凸缘(38)，
其中，该第一体积经由该第一管状凸缘(36)和该第二管状凸缘(38)连接至该第二体积。
2.如上述1所述的蓄电池模块，该第一部分模块(12)具有送入该冷却介质的一个入口(20)，并且该第二部分模块(16)具有用于排出该冷却介质的一个出口(22)，其中具体而言，该入口(20)被实施为在背离该第二部分壳体(34)的一侧上伸入在这些第一蓄电池单体(14)之间形成的中间空间之中的一个管状凸缘，和/或该出口(22)被实施为在背离该第一部分壳体(28)的一侧上伸入在这些第二蓄电池单体(18)之间形成的中间空间之中的一个管状凸缘。
3.如上述1或2所述的蓄电池模块，该第一部分壳体(28)邻近于该第一管状凸缘(36)具有背离该第一体积的第一附接凸起(44)，以便附接至该第二部分壳体(34)上，和/或该第二部分壳体(34)邻近于该第二管状凸缘(38)具有背离该第二体积的第二附接凸起(46)，以便附接至该第一部分壳体(28)上。
4.如上述1至3之一所述的蓄电池模块，该第一管状凸缘(36)借助于密封元件(48)以不漏流体的方式连接至该第二管状凸缘(38)上，该密封元件具体被配置成O形环。
5.如上述1至4之一所述的蓄电池模块，该第一蓄电池单体(14)具有从该第一体积以不漏流体的方式伸出并且指向该第二部分模块(16)的第一电极，并且该第二蓄电池单体(18)具有以不漏流体的方式从该第二体积伸出并且指向该第一部分模块(12)的第二电极，其中该第一电极和/或该第二电极被安排在相对于该冷却介质密封的一个中间体积(50)中。
6.如上述1至5之一所述的蓄电池模块，该第一管状凸缘(36)和该第二管状凸缘(38)形成了一个反向收集器管道，该反向收集器管道跨过该第一体积与第二体积之间的距离。
7.如上述1至6之一所述的蓄电池模块，在该第一管状凸缘(36)上方，该第一体积在背离该第二部分模块(16)的方向上形成了第一收集器体积(40)，用于使该冷却介质转向进入该第一管状凸缘(36)中，和/或在该第二管状凸缘(38)下方，该第二体积在背离该第一部分模块(12)的方向上形成了第二收集器体积(42)，用于使该冷却介质转向离开该第二管状凸缘(38)。
8.如上述1至7之一所述的蓄电池模块，该第二部分模块(16)被配置成是相对于该第一部分模块(12)对称的。
9.如上述1至8之一所述的蓄电池模块，这些第一蓄电池单体(14)各自彼此相邻地安排成多排并且在各自情况下，在成列方向上每个第二排的所有末端处，该第一管状凸缘(36)被安排在该第一部分壳体(28)的第一侧壁(26)上，和/或这些第二蓄电池单体(18)各自彼此相邻地安排成多排并且在各自情况下，在该成列方向上每个第二排的所有末端上，该第二管状凸缘(38)被安排在该第二部分壳体(34)的第二侧壁(32)上。
提供了一种用于对机动车辆提供纯电驱动的蓄电池模块，该蓄电池模块具有：第一部分模块，该第一部分模块具有多个具体被配置成圆形单体的第一蓄电池单体，其中用于在至少部分地由第一部分壳体界定的第一体积中冷却这些第一蓄电池单体的冷却介质可以流经该第一部分模块；以及第二部分模块，该第二部分模块具有多个具体被配置成圆形单体的第二蓄电池单体，其中用于在至少部分地由第二部分壳体界定的第二体积中冷却这些第二蓄电池单体的冷却介质可以流经该第二部分模块，其中该第一部分壳体在指向该第二部分壳体的一侧上具有伸入在这些第一蓄电池单体之间形成的第一中间空间之中的第一管状凸缘，并且该第二部分壳体在指向该第一部分壳体的一侧上具有伸入在这些第二蓄电池单体之间形成的第二中间空间之中的第二管状凸缘，其中该第一体积经由该第一管状凸缘和该第二管状凸缘而连接至该第二体积。
通过所指派的部分壳体，相应的部分模块可以界定一个蓄电池单体被安排在其中的不漏流体的体积，其中这些蓄电池单体的电连接部可以从这个体积中引出。因此，冷却介质、具体为冷却水，可以围绕这些蓄电池单体流动，其结果是相应地可以实现对这些蓄电池单体的高度冷却，从而允许这些蓄电池单体特别有效地运行。与此同时，经由冷却介质可以避免电短路。具体而言，冷却介质可以与蓄电池单体直接接触，其结果为，没有必要使蓄电池单体与冷却介质之间的热量经由中间相连的传热部件而进行交换，由此冷却功率可以对应地高。提高了蓄电池单体的效率水平并因此提高了蓄电池模块的效率水平。
具体而言，第一蓄电池单体和第二蓄电池单体各自以在纵向方向上彼此覆盖的方式一个接一个地安排。具体而言，第一中间空间和第二中间空间以彼此覆盖的方式一个接一个地安排，其结果为，第一管状凸缘和第二管状凸缘可以一个接一个地安排并且具体而言可以优选地在一个表面上彼此接触。第一管状凸缘可以具有第一贯通开口，并且第二管状凸缘可以具有第二贯通开口，其中这些贯通开口具体是一个接一个地同轴安排的。这些管状凸缘的贯通开口可以形成笔直的收集器管道，该收集器管道可以伸入在这些部分模块中形成的且可以存在穿过其中的流动的这些体积的中间空间的每一个之中。因此，冷却介质可以从第一部分模块的第一中间空间流入第二部分模块的第二中间空间中。具体而言，如果蓄电池单体被配置成圆形单体，则在这些蓄电池单体之间和/或在一个蓄电池单体与例如一个矩形模块框架之间自动地产生中间空间，该矩形模块框架中容纳了这些部分模块并且可以界定用于该冷却介质的体积。该模块框架可以至少部分地是由这些部分壳体构成的。第一部分模块的第一体积(冷却剂可以流经其中)与第二部分模块的第二体积(可以存在穿过其中的流动)的流体性连接(由于这些管状凸缘所引发的)因此以实质上安装空间中立的方式(bauraumneutral)被安排在任何情况下所产生的中间空间中。因此，由于第一部分模块与第二部分模块的、借助于这些管状凸缘而形成的流体性连接，不需要额外的安装空间。借助于被安排在这些部分模块的中间空间中的、通过对这些部分模块的蓄电池单体进行成形和安排而形成的管状凸缘，能够在不需要额外的安装空间的情况下实现对这些第一蓄电池单体和这些第二蓄电池单体的直接冷却，其结果为，具有小的安装空间和高的效率水平的蓄电池模块成为可能。
相应的蓄电池单体的纵向延伸可以基本上平行于彼此进行。可以将这些蓄电池单体在相对于蓄电池单体的纵向延伸而言垂直的、相对于彼此正交的两个方向上一个接一个地安排，其结果为，可以将这些蓄电池单体具体相对于彼此居中地安排成多排和多列。因此，在被配置成圆形单体的两个蓄电池单体与部分壳体的侧壁之间可以产生角板形状的中间区域，所述中间区域的截面积在平行于这些蓄电池单体的纵向延伸方向上是足够大的，从而能容纳这些管状凸缘。管状凸缘的数量和/或管状凸缘的贯通开口的大小可以一起形成一个流动截面，该流动截面可以将足够大质量流量的冷却剂从第一部分模块引导至第二部分模块。这些蓄电池单体可以具体地一个接一个地居中安排成多排，其中沿着成列方向的多个蓄电池单体排可以相对于彼此偏离沿着成排方向的两个蓄电池单体中心线之间的距离的约一半。这在成排方向上的最后一个蓄电池单体与例如矩形模块框架之间的至少一排蓄电池单体中产生中间空间，该中间空间在成排方向上的延伸量为沿着成排方向的两个蓄电池单体的中心线的距离的约一半。与这个中间空间的蓄电池单体的纵向延伸平行的截面积是足够大的，从而能容纳具有对应的大流动截面的对应的大的管状凸缘。由这些管状凸缘形成的反向收集器管道因此可以形成一个流动截面，该流动截面可以将足够大的质量流量的冷却剂从第一部分模块引导至第二部分模块。
具体而言，第一部分模块具有送入该冷却介质的一个入口，并且第二部分模块具有用于排出该冷却介质的一个出口，其中具体而言，该入口被实施为在背离该第二部分壳体的一侧上、伸入在这些第一蓄电池单体之间形成的中间空间之中的一个管状凸缘，和/或该出口被实施为在背离该第一部分壳体的一侧上、伸入在这些第二蓄电池单体之间形成的中间空间之中的一个管状凸缘。具体而言，该第一部分模块仅具有该入口并且该第二部分模块具有该出口。具体而言，入口和出口被安排在该部分模块的与管状凸缘相反定位的一端处。因此，经由入口送入的冷却介质首先流经第一部分模块并且随后经由多个彼此连通的管状凸缘而基本上完全经过第二部分模块，其结果为，所有蓄电池模块都可以高冷却功率地被冷却。如果入口和/或出口也被实施为管状凸缘(优选地以相同方式成形)，则多个第一部分模块和第二部分模块可以用交替的方式彼此流体性地相连。因此，可以冷却多个平面的蓄电池单体，其中具体而言，冷却介质可以按曲线和/或折线形式流经各个部分模块的相应平面的蓄电池单体。
第一部分壳体优选地邻近于第一管状凸缘具有背离第一体积的第一附接凸起以便附接至第二部分壳体上，和/或第二部分壳体邻近于第二管状凸缘具有背离该第二体积的一个第二附接凸起以便附接至该第一部分壳体上。在蓄电池模块的安装过程中即使这些部分模块是一个接一个地定位且定向的，该附接凸起也是容易触及的，其结果为，简单的安装是可能的。由于这些附接凸起在空间上靠近管状凸缘，所以当第一附接凸起例如通过螺钉连接或铆钉连接而连接至第二附接凸起上时，可以对指向彼此的多个管状凸缘施加足够高的接触压力，该接触压力具体使得这些管状凸缘不漏流体地(flüssigkeitsdichten)抵靠彼此。通过使用围绕管状凸缘的贯通开口的附接装置来直接附接这些管状凸缘不是必要的。具体而言，这些管状凸缘可以朝向彼此略微突出，其结果为，这些管状凸缘能以超过这些附接凸起的接触压力的夹紧力被夹紧。
第一管状凸缘特别优选地通过密封元件以不漏流体的方式连接至第二管状凸缘上，该密封元件具体被配置成O形环。因此，在这些管状凸缘之间可以产生足够的紧密性而使得冷却介质不能到达指向彼此的第一蓄电池单体和第二蓄电池单体的电极。通过使用有成本效益且可容易安装的O形环，可以容易地且有成本效益地实现相对于冷却介质的必要密封。
具体提供了，第一蓄电池单体具有从该第一体积以不漏流体的方式伸出并指向该第二部分模块的第一电极，并且该第二蓄电池单体具有从该第二体积以不漏流体的方式伸出并指向该第一部分模块的第二电极，其中该第一电极和/或该第二电极被安排在相对于该冷却介质被密封的一个中间体积中。因此，冷却介质不能流经该中间体积，其结果为，避免了蓄电池单体的短路。与此同时，在该中间体积中，通过使用被安排在该中间体积中的多个电连接元件，在第一蓄电池单体与第二蓄电池单体之间能以实质上安装空间中立的方式形成电接触。另外，通过使用被安排在该中间体积中的多个电连接元件，在第一蓄电池单体和/或第二蓄电池单体之间可以相应地形成电接触。
该第一管状凸缘和该第二管状凸缘优选地形成了一个反向收集器管道，该反向收集器管道跨过该第一体积与第二体积之间的距离。具体可以通过一个相对于该冷却介质密封的中间体积来调节该第一体积与该第二体积之间的距离，其目的是安排第一蓄电池单体和/或第二蓄电池单体的电极。因此这些管状凸缘能以反向收集器管道的方式跨过相应大的距离，从而将第一体积与第二体积相连。因此，这些管状凸缘不仅形成了这些部分模块之间的通道(Durchbruch)、还形成了管线。
尤其优选提供的是，在该第一管状凸缘上方，该第一体积在背离该第二部分模块的方向上形成了第一收集器体积，用于使冷却介质转向进入该第一管状凸缘中，和/或在该第二管状凸缘下方，该第二体积在背离该第一部分模块的方向上形成了第二收集器体积，用于使冷却介质转向离开该第二管状凸缘。这些管状凸缘没有延伸跨过平行于这些中间空间中蓄电池单体的纵向延伸的整个长度。因此，冷却剂可以流入其中并偏转进入管状凸缘中的这个收集器体积保持在相应的管状凸缘与盖件之间，该盖件背离相应的另一个部分模块、用于界定可以流经的体积。
具体而言，该第二部分模块被配置成相对于该第一部分模块对称。因此，可以对这些部分模块使用相应大量的相同部件，其结果是，可以更有成本效益地进行制造。
优选提供的是，这些第一蓄电池单体各自彼此相邻地安排成多排并且在各自情况下，在成列方向上每个第二排的所有末端处、该第一管状凸缘被安排在第一部分壳体的第一侧壁上，和/或这些第二蓄电池单体各自彼此相邻地安排成多排并且在各自情况下，在成列方向上每个第二排的所有末端处，该第二管状凸缘被安排在该第二部分壳体的第二侧壁上。这些蓄电池单体可以具体一个接一个地居中安排成多排，其中沿着成列方向的多排蓄电池单体可以相对于彼此偏离沿着成排方向的两个蓄电池单体的中心线之间的距离的约一半。这在成列方向上的每个第二排蓄电池单体中、在成排方向的最后一个蓄电池单体与该模块框架之间产生了中间空间，在该中间空间中，在各自情况下，该管状凸缘可以从该部分壳体伸出。成排方向上的中间空间延伸量是沿着成排方向的两个蓄电池单体的中心线之间的距离的约一半。
附图说明
以下参考附图并且通过多个优选的示例性实施例以举例方式来解释本发明，其中以下所展示的这些特征可以单独地或者组合地代表本发明的一个方面。在附图中：
图1：示出了蓄电池模块的示意性透视图，
图2：示出了图1中的蓄电池模块在第一截面平面中的部分模块的示意性侧视图，
图3：示出了图2中的部分模块的部分壳体的一部分的示意性透视图，
图4：示出了图1中的蓄电池模块在第二截面平面中的部分模块的示意性侧视图，该第二截面平面相对于图2是偏离的，并且
图5：示出了穿过图1中的蓄电池模块的一部分的示意性透视图。
具体实施方式
图1中展示的蓄电池模块10具有第一部分模块12和第二部分模块16，该第一部分模块具有多个被配置成圆形单体的第一蓄电池单体14并且该第二部分模块具有多个被配置成圆形单体的第二蓄电池单体
18。蓄电池单体14、18是例如水平取向的，其中第一蓄电池单体14和第二蓄电池单体18在各自的情况下是相对于彼此同轴安排的。第一部分模块12具有入口20，经由该入口可以送入冷却介质，而第二部分模块16具有出口22，经由该出口可以排出该冷却介质。
如图2展示的，蓄电池单体14、18是彼此相邻地居中地安排成多排，其中沿着成列方向的单体各自被安排成偏离了蓄电池单体14、18的中心线之间的距离的约一半，其结果是，成列方向上的安装空间可以保持较小。由于蓄电池单体14、18的这种安排，在每个第二排中在第一蓄电池单体14与第一部分壳体28的第一侧壁26之间产生了第一中间空间24，并且在第二蓄电池单体18与第二部分壳体34的第二侧壁32之间产生了第二中间空间30。第一管状凸缘36从第一部分壳体28的第一侧壁26伸入第一中间空间24中，而第二管状凸缘38从第二部分壳体34的第二侧壁32伸入第二中间空间30中。第一管状凸缘36在各自的情况下以不漏流体的方式连接至与之相对定位的第二管状凸缘38上，其结果为，直接冷却第一蓄电池单体14的冷却介质可以从第一部分模块12经由管状凸缘36、38流入第二部分模块16中以便同样直接冷却第二蓄电池单体18。
如图3和图4所展示的，管状凸缘36、38仅略微伸入中间空间(冷却介质可以流经其中)24、30中，其结果为，在第一管状凸缘36上方，第一收集器体积40保持在第一中间空间24内部，并且在第二管状凸缘38下方，第二收集器体积42保持在第二中间空间30内部，在这些空间中，冷却介质可以朝向或背离管状凸缘36、38被偏转。第一附接凸起44从第一侧壁26与第一管状凸缘36相反地向外突出，同时第二附接凸起46从第二侧壁32与第二管状凸缘38相反地向外突出。部分壳体28、34可以借助于附接凸起44、46而彼此相连从而形成一个共同模块框架，其结果为，第一部分模块12也可以连接至第二部分模块16上。
如图5所展示的，可以将被配置成O形环的密封元件48提供在第一管状凸缘36与第二管状凸缘38之间，在这些附接凸起44、46紧固至彼此上的状态下，密封元件48允许第一管状凸缘36以不漏流体的方式连接至该第二管状凸缘上。因此，具体可以在第一蓄电池单体14与第二蓄电池单体18之间形成相对于冷却介质被密封的中间体积50，在该中间空间中第一蓄电池单体14和/或第二蓄电池单体18的电极可以伸出而不会有侵入的冷却剂引起电短路的风险。

Claims (9)

1.一种用于对机动车辆提供纯电驱动的蓄电池模块，其特征在于，该蓄电池模块具有
第一部分模块(12)，该第一部分模块具有多个具体被配置成圆形单体的第一蓄电池单体(14)，其中用于在至少部分地由第一部分壳体(28)界定的第一体积中冷却这些第一蓄电池单体(14)的冷却介质能够流经该第一部分模块(12)，以及
第二部分模块(16)，该第二部分模块具有多个具体被配置成圆形单体的第二蓄电池单体(18)，其中用于在至少部分地由第二部分壳体(34)界定的第二体积中冷却这些第二蓄电池单体(18)的冷却介质能够流经该第二部分模块(16)，
其中该第一部分壳体(28)在指向该第二部分壳体(34)的一侧上具有伸入在这些第一蓄电池单体(14)之间形成的第一中间空间(24)之中的第一管状凸缘(36)，并且该第二部分壳体(34)在指向该第一部分壳体(28)的一侧上具有伸入在这些第二蓄电池单体(18)之间形成的第二中间空间(30)之中的第二管状凸缘(38)，
其中，该第一体积经由该第一管状凸缘(36)和该第二管状凸缘(38)连接至该第二体积。
2.如权利要求1所述的蓄电池模块，其特征在于，该第一部分模块(12)具有送入该冷却介质的一个入口(20)，并且该第二部分模块(16)具有用于排出该冷却介质的一个出口(22)，其中具体而言，该入口(20)被实施为在背离该第二部分壳体(34)的一侧上伸入在这些第一蓄电池单体(14)之间形成的中间空间之中的一个管状凸缘，和/或该出口(22)被实施为在背离该第一部分壳体(28)的一侧上伸入在这些第二蓄电池单体(18)之间形成的中间空间之中的一个管状凸缘。
3.如权利要求1或2所述的蓄电池模块，其特征在于，该第一部分壳体(28)邻近于该第一管状凸缘(36)具有背离该第一体积的第一附接凸起(44)，以便附接至该第二部分壳体(34)上，和/或该第二部分壳体(34)邻近于该第二管状凸缘(38)具有背离该第二体积的第二附接凸起(46)，以便附接至该第一部分壳体(28)上。
4.如权利要求1或2所述的蓄电池模块，其特征在于，该第一管状凸缘(36)借助于密封元件(48)以不漏流体的方式连接至该第二管状凸缘(38)上，该密封元件具体被配置成O形环。
5.如权利要求1或2所述的蓄电池模块，其特征在于，该第一蓄电池单体(14)具有从该第一体积以不漏流体的方式伸出并且指向该第二部分模块(16)的第一电极，并且该第二蓄电池单体(18)具有以不漏流体的方式从该第二体积伸出并且指向该第一部分模块(12)的第二电极，其中该第一电极和/或该第二电极被安排在相对于该冷却介质密封的一个中间体积(50)中。
6.如权利要求1或2所述的蓄电池模块，其特征在于，该第一管状凸缘(36)和该第二管状凸缘(38)形成了一个反向收集器管道，该反向收集器管道跨过该第一体积与第二体积之间的距离。
7.如权利要求1或2所述的蓄电池模块，其特征在于，在该第一管状凸缘(36)上方，该第一体积在背离该第二部分模块(16)的方向上形成了第一收集器体积(40)，用于使该冷却介质转向进入该第一管状凸缘(36)中，和/或在该第二管状凸缘(38)下方，该第二体积在背离该第一部分模块(12)的方向上形成了第二收集器体积(42)，用于使该冷却介质转向离开该第二管状凸缘(38)。
8.如权利要求1或2所述的蓄电池模块，其特征在于，该第二部分模块(16)被配置成是相对于该第一部分模块(12)对称的。
9.如权利要求1或2所述的蓄电池模块，其特征在于，这些第一蓄电池单体(14)各自彼此相邻地安排成多排并且在各自情况下，在成列方向上每个第二排的所有末端处，该第一管状凸缘(36)被安排在该第一部分壳体(28)的第一侧壁(26)上，和/或这些第二蓄电池单体(18)各自彼此相邻地安排成多排并且在各自情况下，在该成列方向上每个第二排的所有末端上，该第二管状凸缘(38)被安排在该第二部分壳体(34)的第二侧壁(32)上。
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