CN106463670B - 蓄能单元，尤其电池模块和具有许多蓄能单元的蓄能系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种蓄能单元（1），包括许多具有第一电极（6）和第二电极（7）的蓄能子单元（5），其中各个蓄能子单元（5）的第一电极（6）和第二电极（7）布置在蓄能子单元（5）的相互对置的侧面上，还包括具有许多并排布置的容纳单元（17）的容纳装置（2），这些容纳单元分别通过至少一侧壁（18）在空间上限制，其中在容纳装置（2）的一个容纳单元（17）中分别加入蓄能单元（1）的蓄能子单元（5），并且这些蓄能子单元（5）这样固定在容纳单元（17）中，使蓄能子单元（5）的电极（6,7）布置在第一接触面中和第二接触面中，其中，所述布置在第一接触面中的电极（6,7）通过第一电路板（10）相互间电连接，并且所述布置在第二接触面（9）中的电极（6,7）通过第二电路板（11）相互间电连接。本发明还涉及一种蓄能系统，包括许多相互间电连接的按照本发明的蓄能单元（1）。

Description

蓄能单元，尤其电池模块和具有许多蓄能单元的蓄能系统
技术领域
本发明涉及一种蓄能单元，尤其电池模块，包括许多具有第一电极和第二电极的蓄能子单元，其中各个蓄能子单元的第一电极和第二电极布置在蓄能子单元的相互对置的侧面上，还包括具有许多并排布置的容纳单元的容纳装置，这些容纳单元分别通过至少一侧壁在空间上限制，其中在容纳装置的一个容纳单元中分别加入蓄能单元的蓄能子单元，并且这些蓄能子单元这样固定在容纳单元中，使蓄能子单元的电极布置在第一接触面中和第二接触面中。
本发明还涉及一种蓄能系统，包括许多蓄能单元，它们相互间电连接。
背景技术
在现有技术中尤其作为电池模块已知包括许多蓄能子单元的蓄能单元，其中在此蓄能子单元是电池元，尤其次级电池元，即可再充电的蓄电池元。
在此由文献EP 2 202 824 A1已知具有许多电池元的电池模块，其中电池元具有第一电极和第二电极。在这个文献中公开的电池模块还包括容纳装置，具有并排布置的容纳单元，在容纳单元中加入电池元。在此电池元的电极布置在第一接触面和第二接触面中。在此容纳装置具有第一外壳部件，具有用于接通第一接触面中的电极的连接端子，并且具有第二外壳部件，具有用于接通第二接触面中的电极的第二连接端子。这个文献还公开，多个电池模块连接到一起并因此提供一种蓄能系统。
此外由文献US 6,864,013 B2已知一种构造为电池组的蓄能单元，它具有许多电化学的电池元，它们布置在电池外壳中，其中对于每个电池元由外壳本身准备一个自身的盒子。在此外壳可以具有组合的冷却通道，用于冷却电池元。
由文献DE 10 2012 205 019 A1已知一种模块盖，用于接通布置在电池外壳中的电池元，模块盖包括具有多个电池元连接器的电池元接通系统。
在现有技术中已知的蓄能单元中的缺陷尤其是，在适配于不同需求方面的微小的可变化性，这些需求是对于蓄能单元、尤其在提供的容量和功率方面的要求。
发明内容
在这个背景下，本发明的目的是，尤其如下地改进具有许多布置在容纳装置中的蓄能子单元的蓄能单元，实现在蓄能单元的使用性方面的更多的变化性。尤其要在机动车中使用蓄能单元作为用于提供对于机动车电运行所需的能量的蓄能器方面实现更多的变化性。在此蓄能单元要可以有利地方便地适配于对于不同车型的各自功率需求，即，适配费用要微小。
为了实现这个目的，建议一种蓄能单元，尤其电池模块，它包括许多具有第一电极和第二电极的蓄能子单元，其中各个蓄能子单元的第一电极和第二电极布置在蓄能子单元的相互对置的侧面上。所述蓄能单元还包括具有许多并排布置的容纳单元的容纳装置，这些容纳单元分别通过至少一侧壁、尤其环绕的侧壁在空间上限制，其中在容纳装置的一个容纳单元中分别加入蓄能单元的蓄能子单元。在此这些蓄能子单元有利地这样固定在容纳单元中，使蓄能子单元的电极布置在第一接触面中和第二接触面中，其中，所述布置在第一接触面中的电极有利地通过至少一第一电路板相互间电连接，并且所述布置在第二接触面中的电极有利地通过至少一第二电路板相互间电连接。尤其规定，所述蓄能子单元包括至少一电池元，其中作为有利的特殊情况规定，所述蓄能子单元是电池元。尤其规定，所述容纳单元的至少一侧壁在侧面完全包围布置在容纳单元中的蓄能子单元。
有利地通过第一电路板的设计和第二电路板的设计确定蓄能子单元相互间的连接。所述电路板尤其具有导电带，通过它们使蓄能子单元相互间电连接。由此尤其有利地能够，通过更换电路板改变蓄能子单元相互间的连接，尤其因为通过接通蓄能子单元电极的接触部件的导电连接的形式确定，哪些蓄能子单元以何种方式相互间电连接。由此有利地与常见的蓄能单元相比提高按照本发明的蓄能单元的变化性，尤其因为通过连接形式对于相同的蓄能子单元确定通过蓄能单元提供的功率以及供使用的容量。此外有利地减少布线费用，尤其因为无需常见的电池元连接器。
此外通过在容纳单元中布置蓄能子单元确定蓄能子单元相互间的连接，即由此，第一电极是否布置在第一接触面中或者在第二接触面中。在此尤其规定，并排布置的蓄能子单元交替地通过第一电极布置在第一接触面中，并且通过第二电极布置在第二接触面中，用于电串联地连接蓄能子单元。为了电并联地连接蓄能子单元，尤其规定，所述蓄能子单元通过第一电极布置在第一接触面中。如果要使一组并联的蓄能子单元与至少另一组蓄能子单元电串联，尤其规定，这个另一组蓄能子单元通过第二电极布置在第一接触面中。因为通过布置蓄能子单元在容纳装置中同样可以确定蓄能子单元的互联，由此有利地与常见的蓄能单元相比进一步提高按照本发明的蓄能单元的变化性。
按照本发明的特别有利的扩展结构规定，所谓的检测导线（Sense-Leitung）组合到至少一第一和/或至少一第二电路板中。在此通过检测导线有利地检测蓄能子单元的参数、例如尤其是施加在蓄能子单元上的电压和/或蓄能子单元的温度，并且传递到至少一监控单元上。尤其规定，作为参数将电池元参数如电池元电压和/或电池元温度传递给电池元监控单元。有利地同样组合至少一监控单元到至少一第一电路板中和/或至少一第二电路板中。因此按照本发明的蓄能单元有利地以简单的方式如下扩展，使蓄能单元包括至少一监控单元、尤其至少一电池元监控单元（CSC:Cell Supervising Circuit）。
按照本发明的蓄能单元的另一有利的扩展结构规定，所述蓄能子单元通过至少一盖部件固定在容纳部位中。在此所述至少一盖部件有利地与容纳装置可拆卸地连接。盖部件尤其设计成封闭容纳装置的盖。
按照有利的扩展结构变型，所述蓄能单元作为盖部件具有至少一第一盖部件和至少一第二盖部件，其中第一盖部件形成用于容纳装置的底面，并且第二盖部件形成容纳装置的顶面。在此第一电路板有利地组合到第一盖部件中。同时第二电路板有利地组合到第二盖部件中。至少一第一盖部件和/或至少一第二盖部件有利地与容纳装置可拆卸地连接。由此能够有利地去掉至少一第一盖部件和/或至少一第二盖部件，尤其用于更换有缺陷的蓄能子单元。由此有利地降低维修费用。
按照本发明的另一有利的扩展结构变型规定，所述容纳装置和/或容纳装置的各个容纳单元包括底壁。每个容纳单元的底壁在此具有开孔，通过它可以电连接加入到容纳单元中的蓄能子单元的电极。有利地规定，在此所述电极伸进底壁中的各自的开孔中。尤其按照有利的扩展结构规定，所述电极尖细地构成，其中尖细的电极伸进底壁中的开孔并且挤入到各自的接触部件、尤其各自的导体带、布置在底壁下面的电路板中。
如果所述容纳装置或各个容纳单元具有底壁，则容纳装置的容纳单元有利地通过唯一的盖部件封闭，其中尤其规定，至少一第一电路板布置在盖部件中。在此按照有利的扩展结构规定，位于第一接触面中的蓄能子单元电极弹性复位地构成，由此弹性加载地实现这个电极的接触。
按照本发明的蓄能单元的另一特别有利的扩展结构，至少一第一电路板和/或至少一第二电路板至少部分地形成至少一盖部件。即，至少一第一电路板和/或至少一第二电路板犹如封闭容纳单元，同时有利地导电地连接蓄能子单元，其中所述蓄能子单元有利地通过电路板的导体带相互电连接。通过这个扩展结构可以有利地实现进一步减轻重量。有利地可以更换至少一第一电路板和/或至少一第二电路板，由此有利地简化蓄能子单元的更换。此外通过更换至少一第一电路板和/或至少一第二电路板有利地特别简单地实现在电池元互联时的问题。
在此按照本发明的蓄能单元的特别有利的扩展结构规定，所述容纳装置包括至少一第一抽屉，在其中插入至少一第一电路板，用于接通布置在第一接触面中的电极，和/或所述容纳装置包括至少一第二抽屉，在其中插入至少一第二电路板，用于接通布置在第二接触面中的电极。在此有利地特别简单地实现蓄能子单元的电连接。此外给出电路板的方便的更换性，由此有利地提高在蓄能子单元互联方面的变化性。
按照本发明的蓄能单元的另一有利的扩展结构规定，至少一第一电路板和/或至少一第二电路板具有弹性复位地构成的接触面，用于这样接通布置在接触面中的蓄能子单元的电极，使接触部件在加入各自的电路板到抽屉中时被向下顶压，并且接触部件在插入的电路板情况下在机械应力下、有利地弹性加载地接触电极。由此有利地提供蓄能子单元与各自电路板的良好接触。由此有利地引起微小的电接触过渡电阻，由此使电池元在运行时有利地更少发热。
按照本发明的蓄能单元的另一特别有利的扩展结构，至少一第一电路板和/或至少一第二电路板作为接触部件具有接触焊盘，其中各个电路板分别在接触焊盘旁边有利地这样地具有开孔，使各自的接触焊盘伸进到开孔部位中，并且所述接触焊盘与电极利用穿过各自的开孔实现的焊接过程被连接。在此尤其规定，所述接触焊盘是弹性复位地构成的接触部件。在此尤其规定，为了接通位于各自的接触面中的电极与各个电路板的接触焊盘，使用点焊工艺。在此尤其规定，按照本发明的蓄能单元的容纳装置包括抽屉，在其中插入具有接触焊盘和开孔的电路板，用于接通布置在第一接触面中的电极。在此第一电路板犹如形成用于容纳装置的各个容纳单元的底壁。在此在第二接触面中的电极有利地利用组合到盖部件中的至少一第二电路板接通，其中尤其规定，弹性加载地实现与第二电路板的接通。在此有利地通过盖部件固定蓄能子单元在容纳单元中。
在本发明的另一有利的扩展结构中，所述蓄能单元包括至少一第一盖部件和/或至少一第二盖部件作为至少一盖部件，在第一盖部件中布置至少一第一电路板，在第二盖部件中布置至少一第二电路板。按照有利的扩展结构至少一第一盖部件和/或至少一第二盖部件固定在容纳装置处，有利地利用至少一固定部件，最好利用至少一定位部件。
按照本发明的蓄能单元的另一有利的扩展结构，所述容纳装置的一组容纳单元分别具有至少一连接部件，通过它该组容纳单元与至少一第二组容纳单元连接、最好可拆卸地连接，和/或通过它该组容纳单元可以与至少一第二组容纳单元连接、最好可拆卸地连接。由此有利地给出蓄能单元的模块化结构，这有利地进一步提高在使用需求的适配性方面的变化性。在此所述容纳装置可以有利地扩展到蓄能子单元所需的容纳单元的数量。作为有利的特殊情况尤其规定，一组容纳单元正好包括一个容纳单元。在此蓄能单元有利地在充分利用相同的蓄能子单元的条件下可以容易地适配于必需的蓄能子单元的数量。在此尤其规定，一组容纳单元包括固定数量的容纳单元，例如六个容纳单元。在此尤其规定，对一组容纳单元分别配置一个电路板。通过这种方式有利地根据使用需求以相同的部件构造不同容量和/或功率的蓄能单元。作为一组容纳单元的连接部件尤其设有插连接。
此外尤其规定，所述容纳装置或容纳装置的各组容纳单元有利地一体地、最好利用喷铸工艺制成。由此特别成本有利地制成容纳装置。此外尤其在按照本发明规定的容纳单元组的连接性中加工费用是微小的，因为蓄能单元可以通过连接容纳单元扩展到所期望的大小。
按照本发明的蓄能单元的另一有利的扩展结构，一组容纳单元分别相互间隔，其中在容纳单元组之间分别构成中间空间，该中间空间有利地这样构成，穿过这个中间空间可以导引用于对蓄能子单元的温控的冷却剂。由此有利地使蓄能子单元温控的功能一起组合到蓄能子单元中，有利地无需冷却板或者类似部件作为冷却装置。此外在此有利地实现冷却剂与各自的蓄能子单元的大接触面积，由此能够实现特别好的对电池元的温控。
按照本发明的蓄能单元的另一有利的扩展结构规定，至少一侧壁构造为温控装置，该侧壁分别在空间上限制蓄能单元的容纳单元。尤其规定，分别在空间上限制蓄能单元的容纳单元的至少一侧壁构造为冷却板、最好构造为通流冷却剂的冷却板。为此尤其规定，所述冷却板具有冷却通道。作为冷却剂尤其使用空气和/或水和/或水-凝胶-混合物和/或制冷剂、例如R1234yf。尤其规定，只一部分容纳单元构造为温控装置。
按照本发明的另一有利的扩展结构规定，与容纳单元的纵向延伸方向平行地最好这样地布置冷却通道， 使至少一冷却通道布置在邻接容纳装置的至少一容纳单元处。尤其规定，所述容纳装置的容纳单元的至少一侧壁具有至少一冷却通道，最好在其纵向上。
按照本发明的另一有利扩展结构规定，所述蓄能单元包括电池管理系统，其中所述电池管理系统至少部分地组合到至少一第一电路板中和/或至少一第二电路板中。在此尤其规定，所述蓄能单元是电池模块并且所述蓄能子单元是电池元。所述电池管理系统有利地包括至少一电池元监控单元（CSC:Cell Supervising Circuit），用于监控电池元参数，其中至少一电池元监控单元组合到至少一第一电路板和/或至少一第二电路板中。此外按照另一有利的扩展结构规定，所述电池管理系统包括控制单元，尤其所谓的电池监控单元（BCU），其中所述控制单元有利地组合到至少一第一电路板和/或至少一第二电路板中。由此按照本发明的蓄能单元有利地以特别紧凑的尺寸在功能上进一步扩展。
按照本发明的蓄能单元的另一有利的扩展结构规定，所述蓄能子单元分别包括至少一原电池，最好至少一电池元。如果蓄能子单元具有多个原电池，则它们有利地在蓄能子单元内部电互联。尤其规定，多个原电池前后地最好这样布置，使原电池电串联。如果原电池前后地布置，则尤其规定，第一原电池的第一电极等同于蓄能子单元的第一电极，并且最后的原电池的第二电极等同于蓄能子单元的第二电极。至少一原电池最好被由其蓄能子单元提供的金属外壳包围。在此在外壳中可以有利地加入安全阀，通过它可以逸出由原电池形成的气体，用于防止蓄能子单元爆裂。金属外壳还有利地防止水分挤入到蓄能子单元中。
按照本发明的蓄能单元的另一有利的扩展结构规定，所述容纳单元分别构成圆柱形的容积室，在其中加入至少一构造为圆形电池元的蓄能子单元。尤其规定，所述蓄能单元这样构成，至少一圆形电池元在10mm和50mm（mm：毫米）之间的直径加入到容纳单元中。作为圆形电池元尤其是直径为18mm的18650锂离子圆形电池元。尤其规定，至少一圆形电池元压入到由各自的容纳单元提供的容积室中。为此有利的扩展结构变型规定，至少一圆形电池元加入到容积室中并且在容纳单元与至少一圆形电池元之间存在的缝隙以胶、尤其是传导胶、最好是以氧化铝填充的环氧胶或者传导膏、尤其含油的氧化铝充满。至少一圆形电池元或通过各自的容纳单元提供的容积室最好通过塑料薄膜和/或覆层电绝缘。
按照本发明的蓄能单元的另一有利的扩展结构，所述容纳单元分别在其相互对置的端部上具有突出于至少一侧壁的封闭部件作为连接部件，其中所述容纳单元通过封闭部件连接、最好焊接成容纳装置。由此容纳单元有利地可变化地扩展到必需的尺寸。按照扩展结构变型规定，所述容纳单元管状地构成，其中所述容纳单元的各个端部焊接在板上，该板具有对应于容纳单元数量的管孔尺寸的开孔。在此尤其规定，所述容纳单元最好这样相互间隔，通过在此形成的在容纳单元之间的中间空间可以导引冷却剂。
按照本发明的蓄能单元的另一有利的扩展结构规定，所述容纳装置具有至少一密封壁，它对外密封地封闭位于容纳单元之间的中间空间，其中所述容纳装置具有用于输入和排出冷却剂到中间空间中的接头。由此有利地将冷却装置直接组合到蓄能单元中，其中提供从蓄能子单元的良好的排热。
本发明的另一有利的扩展结构规定，所述蓄能单元具有至少一用于与至少另一蓄能单元机械连接的连接部件和/或至少一用于与至少另一蓄能单元导电连接的连接部件和/或至少一用于与电消耗装置导电连接的连接部件。由此有利地提供用于构造功率更大的蓄能器的另一变化性。尤其规定，至少一用于蓄能单元与另一蓄能单元电连接的连接部件组合到至少一用于蓄能单元与另一蓄能单元机械连接的连接部件中。
为了实现上述目的还建议一种蓄能系统，包括许多相互间电互联的蓄能单元，其中所述蓄能单元是按照本发明的蓄能单元。所述蓄能单元有利地通过连接部件相互间机械地和电地连接，有利地可拆卸地连接。如果蓄能单元构造为电池模块，则有利地能够由电池模块构造电池系统或电池组。在此有利地给出在适配于应用需求方面的高度变化性。
附图说明
结合在附图中示出的实施例详细解释本发明的其它有利的细节、特征和扩展结构细节。在此：
图1 在示意图中示出按照本发明的蓄能单元的实施例的透视图；
图2 在示意图中示出按照本发明的具有敞开的盖部件的蓄能单元的另一实施例的透视图；
图3a 在示意图中示出按照本发明的没有盖部件的蓄能单元的另一实施例的俯视图；
图3b在示意图中示出按照本发明的没有盖部件的蓄能单元的另一实施例的俯视图；
图4在示意图中示出按照本发明的蓄能单元的蓄能子单元的实施例的透视图；
图5在示意图中示出按照本发明的蓄能单元的容纳装置和盖部件的实施例的透视图；
图6在示意图中示出按照本发明的蓄能单元的具有电路板的容纳装置实施例的俯视图；
图7 在示意图中示出在图6中所示的容纳装置与加入到容纳装置中的电路板的俯视图；
图8 在示意图中示出按照本发明的蓄能单元的容纳装置的实施例侧视图；
图9 在示意图中示出按照本发明的蓄能单元的容纳装置的另一实施例的俯视图；
图10在示意图中示出按照本发明的蓄能单元的容纳装置的另一实施例的俯视图；
图11在示意图中示出按照本发明的蓄能单元的容纳装置的另一实施例的俯视图；
图12在示意图中示出按照本发明的蓄能单元的容纳装置的另一实施例的俯视图；
图13在示意图中示出按照本发明的蓄能单元的容纳装置的另一实施例的俯视图；
图14在示意图中示出按照本发明的蓄能单元的容纳装置的另一实施例的俯视图；
图15在示意图中示出按照本发明的蓄能单元的容纳装置的另一实施例的俯视图；
图16 在示意图中示出按照本发明的没有电路板的蓄能单元的另一实施例的透视图；
图17在示意图中示出按照本发明的蓄能单元的容纳装置的另一实施例的透视图；
图18在示意图中示出按照本发明的蓄能单元的容纳装置的另一实施例的俯视图；
图19在示意图中示出按照本发明的蓄能单元的容纳单元实施例的侧视图；
图20在示意图中示出按照本发明的蓄能单元的容纳单元的另一实施例的俯视图；
图21在示意图中示出按照本发明的蓄能单元的容纳单元的另一实施例的俯视图；
图22在示意图中示出 按照本发明的具有加入的蓄能子单元的蓄能单元的容纳装置的另一实施例的示意剖面图；
图23在示意图中示出 按照本发明的具有电路板的蓄能单元的容纳装置的另一实施例的俯视图；
图24在示意图中示出 按照本发明的蓄能单元的实施例的侧视图。
具体实施方式
在图1中示出按照本发明的蓄能单元1的实施例。在此蓄能单元1包括容纳装置2，它通过构造为盖的盖部件3封闭。在此容纳装置2具有许多并排布置的容纳单元（在图1中看不到）。在此容纳装置2利用喷铸工艺一体地这样制成，使容纳单元分别通过侧壁在空间上限制。对于在图1中所示的实施例盖部件3同样构造为喷铸件。
在图1中所示的蓄能单元1还具有许多蓄能子单元（在图1中由于通过盖部件3封闭容纳装置2而看不到）。在此蓄能子单元分别包括第一电极和第二电极，其中个蓄能子单元的第一电极和第二电极布置在蓄能子单元的相互对置的侧面上。在此在容纳装置2的容纳单元中分别加入蓄能单元1的蓄能子单元。
容纳单元的侧壁分别构造为利用冷却剂通流的用于蓄能子单元温控的冷却装置，其中通过冷却剂管道接头21可以输入或排出盖部件3中的冷却剂。
蓄能单元1的蓄能子单元利用盖部件3固定在容纳单元中。在此蓄能子单元的电极布置在第一接触面中（在图1中用于通过盖部件3封闭容纳装置2而看不到）和第二接触面中（在图1中由于通过盖部件3封闭容纳装置2而看不到）。
在此第一接触面位于蓄能单元1底面部位中。布置在这个接触面中的堆积通过布置在容纳装置2的底部中的电路板（在图1中由于通过盖部件3封闭容纳装置2而看不到）相互间电互联。
第二接触面位于盖部件3下方。在此布置在接触面中的电极通过组合到盖部件3中的电路板（在图1中由于通过盖部件3封闭容纳装置2而看不到）相互间电互联。
在图1中所示的蓄能单元1还具有侧面的连接部件30,30’，通过它们蓄能单元1可以与另一相同构造的蓄能单元机械地和电地连接成蓄能系统。在此蓄能单元1的连接部件30分别构造成与另一蓄能单元的连接部件30’连接。在此在连接部件30,30’中分别组合接触部件，用于导电连接蓄能单元1与另一蓄能单元。连接部件30,30’最好构造为插连接件，由此可以建立蓄能单元1与另一蓄能单元的可拆卸连接。
此外在图1中所示的蓄能单元的盖部件3具有另一连接部件，用于使蓄能单元1与电消耗装置导电连接，其中在所示的实施例中连接插头4不计入另一连接部件。
在图2中示出蓄能单元1的另一实施例，其中蓄能单元1具有通过盖部件3封闭的容纳装置2，如同结合图1解释的那样。尤其规定，蓄能单元1在此构造为电池模块，其中蓄能单元1的蓄能子单元5构造为可再充电的电池元，最好构造为锂离子电池元。在此蓄能子单元5分别包括第一电极6和第二电极7。在此各个蓄能子单元5的第一电极6和第二电极7布置在蓄能子单元5的相互对置的侧面上。
在此蓄能单元1的蓄能子单元5分别布置在容纳装置的容纳单元中，并且这样布置，使蓄能子单元5的电极6,7分别布置在第一接触面（在图2中在容纳装置2底部以上）和第二接触面8中。
此外这样布置蓄能子单元5，使第一电极6与并排布置的蓄能子单元5交替地布置在第一接触面和第二接触面8中。相应地第二电极7也与并排布置的蓄能子单元交替地布置在第一接触面和第二接触面8中。在此通过蓄能子单元5的这种布置有利地尤其使蓄能子单元5的这种互联相互协调。在此在如同在图2中所示的蓄能子单元5的布置中尤其规定，蓄能子单元5电串联。
除了蓄能子单元5的布置方式和方法以外，通过电路板的设计确定蓄能子单元5的互联，通过电路板接通蓄能子单元5的电极6,7。在此规定蓄能子单元5布置在第一电路板上（在图2中未详细示出），其中这个第一电路板使布置在第一接触面中的蓄能子单元5的电极6,7相互间电互联。布置在第二接触面8中的电极6,7利用布置在盖部件3中的第二电路板10相互间电互联。在此第二电路板10为了接通布置在第二接触面8中的电极6,7具有接触部件12。在此通过导体带实现接触部件12的互联，导体带涂覆在面对盖部件3的电路板10一侧上。
利用盖部件3对于在图2中所示的实施例蓄能子单元5还固定在容纳单元中（在图2中未详细示出）。在此盖部件3具有定位部件作为固定部件13，它们构造成，嵌入到在容纳装置2的外侧面上的对应构成的定位槽31中并且可拆卸地封闭容纳装置2。
对于在图2中所示的按照本发明的蓄能单元1扩展结构中，容纳装置2的容纳单元的侧壁构造为用于蓄能子单元5温控的温控装置，通过使侧壁部分地构造为冷却通道14。在此在蓄能单元1的盖部件3中布置与冷却通道14对应地构造的接头部件15，通过它们蓄能单元1可以连接在冷却系统上（在图2中未示出），其中尤其规定，冷却剂通过至少一接头部件15导入到冷却通道14中，并且在通流至少一冷却通道14以后通过另一接头部件15再排出。用于排出或输入冷却剂的其它接头16布置在容纳装置2的外侧面上，其中尤其规定，如果蓄能单元1与另一蓄能单元机械地或者机械和电地连接的时候，其它接头16与这个另一蓄能单元的对应构成的接头部件连接。
在图3a中示出蓄能单元1的另一实施例，其中布置在第二接触面8中的电极6,7还未利用第二电路板电连接。
如同由图3a看到的那样，蓄能单元1的容纳装置2具有十二个容纳单元，其中在每个容纳单元中分别布置一个蓄能子单元5。在此容纳单元分别通过环绕的侧壁18在空间上限制。在此在侧壁18中这样布置冷却通道14，使冷却通道14平行于容纳单元的纵向延伸方向布置。在此冷却通道14分别被最多四个蓄能子单元5包围。通过在容纳装置2的侧面上的接头部件16还可以输入和排出冷却剂。
在图3b中示出蓄能单元的另一扩展结构变型。在这里为了蓄能子单元5的温控，通过容纳装置2的侧壁导引冷却剂22，冷却剂通过接头部件16输入以及排出。侧壁最好几乎以全部高度构造为冷却通道，通过冷却通道通流冷却剂22。由此有利地实现蓄能子单元的特别好的温控。
在图4中示出在按照本发明的蓄能单元1、尤其如同在图1，图2，图3a和图3b中所示的蓄能单元1中使用蓄能子单元5的可能的扩展结构。
在此在图4中示出的蓄能子单元5包括第一电极6和第二电极7，其中蓄能子单元5的第一电极6和第二电极7布置在蓄能子单元5的相互对置的侧面上。尤其第一电极6可以是蓄能子单元5的正电极，第二电极是蓄能子单元5的负电极。蓄能子单元5最好被金属外壳20包围，它有利地防止水分挤入到蓄能子单元5内部。
尤其规定，在图4中示出的蓄能子单元5是一个原电池、尤其一个次级电池元、最好是一个锂离子电池元。
但是优选规定，在图4中示出的蓄能子单元5包括多个原电池、尤其是多个次级电池元、最好多个锂离子电池元。在此原电池最好在蓄能子单元5内部相互间电互联。尤其规定，蓄能子单元包括许多并排布置的原电池、尤其四个原电池，它们电并联。替代或附加地尤其规定，蓄能子单元5包括上下布置的原电池，其中上下布置的原电池最好电串联。
在图5中示出按照本发明的蓄能单元的容纳装置2与盖部件3一起的实施例。容纳装置2尤其可以是结合图1，图2，图3a和图3b解释的蓄能单元的容纳装置。
在此在图5中所示的容纳装置2包括十二个容纳单元17。在此容纳单元17分别通过侧壁18在空间上限制。在此侧壁18构造为温控装置，用于对加入到容纳单元17中的蓄能子单元温控，通过使侧壁在一些位置上具有冷却通道14。冷却剂尤其可以通过布置在容纳装置2的外侧面上的接头部件16输入和排出到冷却通道14。
此外规定，在容纳装置2的底部部位中布置电路板（在图5中未详细示出），通过它们使加入到容纳单元17中的蓄能子单元的电极相互间电互联。在此容纳装置2具有抽屉。通过这个抽屉将布置在容纳装置2底部部位中的电路板加入到容纳装置2中，用于电连接布置在容纳装置底面部位中的蓄能子单元的电极。
用于电互联其它电极的另一电路板可以有利地布置在盖部件13中。为此盖部件3最好具有容纳部件（在图5中未详细示出），它们容纳电路板在确定的位置，尤其如同在图2中所示的那样。
此外盖部件3尤其构造为，通过固定部件13（它们在图5中构造为定位钩）与容纳装置2通过定位槽31可拆卸地连接。在此盖部件有利地密封地封闭容纳装置2。
特别优选容纳装置2和盖部件3分别由一体的喷铸件制成。
在图6中示例地示出，电路板11（如同结合图5解释的那样）如何加入到容纳装置2的抽屉19中，由此通过这个电路板11可以使加入到容纳装置2的容纳单元17中的蓄能子单元的电极电连接。电路板11为此具有接触部件12。在此通过导体带（在图6中未详细示出）接触部件12电互联。在此电路板11和另一电路板、尤其布置在盖部件中的电路板如同结合图2解释的那样与蓄能子单元在容纳单元17中的布置形式（通过正电极向上或者通过负电极向上）一起确定，蓄能子单元如何相互间互联成蓄能单元。
如同由图6看到的那样，在其中示例示出的电路板11具有三个相互连接的区段，其中每个区段分别附属于一排（在图6中从左向右是一排）容纳单元17。在此代替具有三个区段的电路板11也可以设有三个独立的电路板。
按照在图6中未示出的扩展结构变型规定，接触部件12尤其这样弹性复位地构成，使接触部件在电路板11加入到容纳装置2的抽屉19中时向下顶压并且接触部件12在插入的电路板11情况下弹性加载地接触插入到容纳单元17中的蓄能子单元的电极。
在图23中示出另一有利的扩展结构变型。在其中电路板11具有接触焊盘作为接触部件12。此外电路板11分别在接触焊盘旁边具有开孔33。在此这样布置接触部件，使它们终结在各自的孔上并因此伸进到各自的开孔33的孔部位中，如同在图23中示出的那样。尤其可以规定，接触焊盘弹性复位地构成。有利地，构造为接触焊盘的接触部件12以后与接触它们的电极利用穿过各自的开孔33完成的点焊工艺被连接。
在图7中示出图6的容纳装置2，具有插入到抽屉19中的电路板11。按照有利的扩展结构变型可以规定，电路板11接触的蓄能子单元的电极由硬的、尖锐的材料制成并且在布置到容纳单元12中时钻入到接触部件12中并因此保证以低的电接触过渡电阻良好地接通，接触部件在这个扩展结构变型中由软的、导电材料制成。
尤其可以规定，具有插入到容纳装置2的容纳单元17中的蓄能子单元的多个容纳装置2上下和/或并排地布置，其中尤其可以规定，冷却通道14可以与其它蓄能单元的冷却通道14连接，如同接头部件16那样。在上下布置蓄能单元时电路板11最好有利地这样双面印刷，电路板11一方面用于接通和互联在第一接触面中的电极，和此外用于接通和互联在布置在位于下面的蓄能单元的第二接触面中的电极。在此容纳装置2以及加入到中的电路板11犹如作为用于布置在其下面的容纳装置2的盖部件3。在此这样机械和电相互连接的蓄能单元形成按照本发明的蓄能系统。
图8以侧视图示出按照本发明的蓄能单元的容纳装置2的另一实施例。在此在容纳装置2的底部部位中设有抽屉19，通过它插入电路板11到容纳装置中。
在图9中示出按照本发明的蓄能单元的容纳装置2的另一扩展结构。在此容纳装置2在所示的实施例中具有五个容纳单元17。在此容纳单元17分别形成圆柱形容积室，在其中可以加入至少一圆形电池元作为蓄能子单元。在此容纳单元17本身具有侧壁18，它们在俯视图中向外各形成一个六边形，由此容纳单元17可以蜂窝形地并排布置。
在此规定，在容纳单元18的侧壁18中构成中间空间作为冷却通道14，它们可以被冷却剂通流。因此侧壁18有利地构造为加入到容纳单元17中的蓄能子单元（在图9中未示出）的冷却装置。
尤其对于在图9中示出的实施例中规定，容纳单元17具有连接部件（在图9中未详细示出），通过它们容纳单元17分别与另一容纳单元17机械连接。容纳装置2可以有利地以原则上任意数量的容纳单元17扩展。由此尤其可以构造不同容量和/或功率的蓄能单元。
图10至13分别以俯视图示出按照本发明的蓄能单元的容纳装置2的其它扩展结构变型。在此容纳装置2的容纳单元17又分别构成圆柱形容积室，在其中可以加入至少一圆形电池元作为蓄能子单元。
在图10中所示的实施例中，容纳单元17的侧壁18分别这样相互间隔，使得在容纳单元17之间分别构成中间空间23。然后通过中间空间23可以有利地导引冷却剂22，用于温控布置在容纳单元17中的蓄能子单元。在此中间空间23最好蜿蜒型地构成。
在图11中所示的实施例中规定，容纳单元以微小的包装密度相互间紧密地布置，其中由于圆形构成的侧壁18，形成的中间空间23被构造成与容纳单元17的纵向延伸方向平行延伸的冷却通道。容纳装置2还在其侧面被密封壁24包围，密封壁使容纳装置2对外密封并因此有利地防止冷却剂漏出。
在图11，图12和图13中分别以俯视图示出按照本发明的蓄能单元1的容纳装置2的其它有利扩展结构。在此在侧壁18之间构成中间空间23，在其中可以导引冷却剂，用于温控加入到容纳单元17中的蓄能子单元。在此容纳装置2被密封壁24包围，它防止冷却剂在侧面上漏出。
在图12中示出的实施例规定，一组32容纳单元17分别相互间隔地布置，如同在图12中示出的那样。由此在容纳单元17的组32之间分别构成中间空间23，通过它可以导引冷却剂，用于温控布置在容纳单元中的蓄能子单元。
图13示出在图11和图12中所示的容纳单元17布置的有利组合。即，在此设有平行于容纳单元17纵向延伸方向布置的冷却剂通道，如同包围三组32容纳单元的中间空间23那样，通过它可以导引冷却剂。
图14示出蓄能单元1的实施例，具有利用喷铸工艺一体制成的容纳装置2。中间空间23以后分别通过盖部件3封闭，如同在图15中示例示出的那样，通过中间空间可以蜿蜒地流动冷却剂。在此冷却剂可以通过接头部件16输入以及排出。在此在被侧壁18包围的容纳装置的容纳单元中分别布置圆形电池元作为蓄能子单元5。在此蓄能子单元5还未相互间互联。
图16示出蓄能单元1的另一实施例，其中包括许多蓄能子单元，它们分别通过两个上下布置的电池元25构成。在此上下布置的电池元25电串联。在此蓄能子单元的上电池元25的电极6’是蓄能子单元的第一电极6。在此下电池元25的下电极是蓄能子单元的第二电极7。通过侧壁18仍然构成中间空间23作为冷却通道，通过它们可以导引冷却剂。在此中间空间23这样分开，通过中间空间23的上部分冷却剂在第一方向上流动，并且通过中间空间23的下部分在与单一方向相反的第二方向上最好这样流动，使得通过中间空间23的下部分实现冷却剂回流。
在图17中示出按照本发明的蓄能单元1的容纳装置2的另一实施例。在此容纳装置2包括许多容纳单元17，它们具有圆柱形的容积室，用于加入蓄能子单元、尤其圆形电池元。在此容积室分别通过环绕的侧壁18限制。在此侧壁最好由金属制成。但是按照一实施例变型侧壁也可以由塑料制成。在各自容纳单元17的相互对置的端部上容纳装置2具有使容纳单元17相互连接的连接板26。这个连接板例如可以焊接在容纳单元17上。尤其规定，密封壁包围容纳装置2地布置，如同在图11至图14中示出的那样，由此冷却剂可以绕流容纳单元17。
代替大面积的连接板26尤其可以规定，每个容纳单元具有封闭部件作为连接部件27，如同在图18中示例地示出的那样。在此容纳单元17通过六边形构成的连接部件连接，尤其通过焊接，由此得到蜂窝结构。
在图19中示出容纳单元17，它具有管状的侧壁，其中容纳单元17的端部分别具有扩大部位29，通过它一个或多个电池元作为蓄能子单元可以加入到容纳单元17中。扩大部位29尤其可以矩形地扩大或者是正方形地扩大，如同例如在图20中的容纳单元17的俯视图中示出的那样，或者蜂窝形地扩大，如同例如在图21中的容纳单元17的俯视图中示出的那样。
如果容纳单元17通过扩大部位29相互连接，例如通过扩大部位29相互焊接，那么在容纳单元17的中间部位之间分别构成空穴，它可以被冷却介质、例如水通流。在图22中示例地示出这种多个容纳单元17布置成容纳装置2。在此在容纳单元17中分别加入蓄能子单元5。在侧壁18与蓄能子单元5之间的缝隙通过传导的粘接剂28、尤其导热的环氧胶充满。在此蓄能子单元5有利地通过塑料薄膜（在图22中未详细示出）相对于容纳单元17电绝缘。如果容纳单元17由塑料材料制成，通过塑料薄膜可以省去绝缘。在此通过在侧壁18之间的中间空间23可以有利地加入冷却剂，用于温控蓄能子单元5。
图24示出按照本发明构成的蓄能单元1的另一有利的实施例。这个蓄能单元1的容纳装置2包括第一抽屉19，在其中插入第一电路板11，用于接通布置在第一接触面9中的电极（在图24中未详细示出）。此外这个蓄能单元1的容纳装置2包括第二抽屉19’，在其中插入第二电路板10，用于接通布置在第一接触面8中的电极（在图24中未详细示出）。在此第一电路板11和第二电路板10分别形成盖部件，即第一电路板11和第二电路板10封闭容纳装置2，同时固定在其中布置在各自的容纳单元中的蓄能子单元（在图24中未详细示出）。
在附图中示出并结合附图解释的实施例用于解释本发明并且不受此局限。在附图中示出的实施例还部分地不成比例地示出。

Claims (18)

1.一种蓄能单元（1），包括许多具有第一电极（6）和第二电极（7）的蓄能子单元（5），其中各个蓄能子单元（5）的第一电极（6）和第二电极（7）布置在蓄能子单元（5）的相互对置的侧面上，还包括具有许多并排布置的容纳单元（17）的容纳装置（2），这些容纳单元分别通过至少一侧壁（18）在空间上限制，其中在容纳装置（2）的一个容纳单元（17）中分别加入蓄能单元（1）的蓄能子单元（5），并且这些蓄能子单元（5）这样固定在容纳单元（17）中，使蓄能子单元（5）的电极（6,7）布置在第一接触面（8）中和第二接触面（9）中，其特征在于，所述布置在第一接触面（8）中的电极（6,7）通过至少一第一电路板（10）相互间电连接，并且所述布置在第二接触面（9）中的电极（6,7）通过至少一第二电路板（11）相互间电连接，其中所述容纳装置（2）包括至少一第一抽屉（19），在其中插入至少一第一电路板（10），用于接通布置在第一接触面（8）中的电极（6,7），和/或所述容纳装置（2）包括至少一第二抽屉，在其中插入至少一第二电路板（11），用于接通布置在第二接触面（9）中的电极（6,7），其中至少一第一电路板（10）和/或至少一第二电路板（11）具有弹性复位地构成的接触部件（12），用于这样接通布置在接触面（8,9）中的蓄能子单元（5）的电极（6,7），使接触部件（12）在加入各自的电路板（10,11）到抽屉（19）中时被向下顶压，并且所述接触部件（12）在插入的电路板（10）情况下在机械应力下接触电极（6,7）。
2.如权利要求1所述的蓄能单元（1），其特征在于，所述蓄能子单元（5）通过至少一盖部件（3）固定在容纳单元（17）中。
3.如权利要求2所述的蓄能单元（1），其特征在于，至少一第一电路板（10）和/或至少一第二电路板（11）至少部分地形成至少一盖部件（3）。
4.如上述权利要求1到3中任一项所述的蓄能单元（1），其特征在于，所述蓄能单元（1）是电池模块。
5.如上述权利要求1到3中任一项所述的蓄能单元（1），其特征在于，至少一第一电路板（10）和/或至少一第二电路板（11）作为接触部件（12）具有接触焊盘，其中各个电路板（10,11）分别在接触焊盘旁边这样地具有开孔，使各自的接触焊盘伸进到开孔部位中并且所述接触焊盘与电极（6,7）利用穿过各自的开孔实现的焊接过程被连接。
6.如权利要求2所述的蓄能单元（1），其特征在于，所述蓄能单元（1）作为至少一盖部件（3）包括至少一第一盖部件和/或至少一第二盖部件，在第一盖部件中布置至少一第一电路板（10），在第二盖部件中布置至少一第二电路板（11）。
7.如上述权利要求1到3中任一项所述的蓄能单元（1），其特征在于，所述容纳装置（2）的一组（32）容纳单元（17）分别具有至少一连接部件（27），通过它该组（32）容纳单元（17）与至少一第二组（32）容纳单元（17）连接，和/或通过它该组（32）容纳单元（17）可以与至少一第二组（32）容纳单元（17）连接。
8.如上述权利要求1到3中任一项所述的蓄能单元（1），其特征在于，所述容纳装置（2）或容纳装置（2）的各一组（32）容纳单元（17）利用喷铸工艺一体地制成。
9.如上述权利要求1到3中任一项所述的蓄能单元（1），其特征在于，一组（32）容纳单元（17）分别相互间隔，其中在容纳单元（17）组（32）之间分别构成中间空间（23），该中间空间这样构成，穿过这个中间空间可以导引用于对蓄能子单元（5）温控的冷却剂（22）。
10.如上述权利要求1到3中任一项所述的蓄能单元（1），其特征在于，至少一侧壁（18）构造为温控装置，该侧壁分别在空间上限制蓄能单元（1）的容纳单元（17）。
11.如上述权利要求1到3中任一项所述的蓄能单元（1），其特征在于，所述蓄能单元（1）包括电池管理系统，其中所述电池管理系统至少部分地组合到至少一第一电路板（10）中和/或至少一第二电路板（11）中。
12.如上述权利要求1到3中任一项所述的蓄能单元（1），其特征在于，所述蓄能子单元（5）分别包括至少一原电池（25）。
13.如上述权利要求1到3中任一项所述的蓄能单元（1），其特征在于，所述容纳单元（17）分别构成圆柱形的容积室，在其中加入至少一构造为圆形电池元的蓄能子单元（5）。
14.如上述权利要求1到3中任一项所述的蓄能单元（1），其特征在于，所述容纳单元（17）分别在其相互对置的端部上具有突出于至少一侧壁（18）的封闭部件作为连接部件（27），其中所述容纳单元（17）通过封闭部件焊接成容纳装置（2）。
15.如上述权利要求1到3中任一项所述的蓄能单元（1），其特征在于，所述容纳装置（2）具有至少一密封壁（24），它对外密封地封闭位于容纳单元（17）之间的中间空间（23），其中所述容纳装置（2）具有用于输入和排出冷却剂（22）到中间空间（23）中的接头（21）。
16.如上述权利要求1到3中任一项所述的蓄能单元（1），其特征在于，所述蓄能单元（1）具有至少一用于与至少另一蓄能单元（1）机械连接的连接部件（30,30’）和/或至少一用于与至少另一蓄能单元（1）导电连接的连接部件和/或至少一用于与电消耗装置导电连接的连接部件。
17.一种蓄能系统，包括许多相互间电连接的蓄能单元（1），其特征在于，所述蓄能单元（1）是如权利要求1至16中任一项所述的蓄能单元。
18.如权利要求17所述的蓄能系统，其特征在于，所述蓄能单元（1）通过连接部件（30,30’）相互间机械地和电地连接。
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