CN106663762B - 用于容纳蓄能器模块的存储单元的框架设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于容纳蓄能器模块（10），特别是电池组模块的存储单元（12）的框架设备（18），它具有‑ 两个板形的终止元件（20），所述终止元件形成了两个相互沿着轴线（14）对置的框架设备（18）的端部（22、24）和‑ 布置在相互对置的框架设备（18）的侧部（26、28）上的连接元件（30），所述连接元件由框架设备（18）的一个端部（22）延伸至另一个端部（24），并且两个终止元件（20）通过一定距离机械地连接。以下如此设置，即连接元件（30）中的每个具有横向于其轴线（14）定向的柱销（42）用于在其端部中的每个处与两个终止元件（20）连接，所述柱销各自嵌入在终止元件（20）之一中的空隙（40）内，并且在那里借助相应的锁销状的保险元件（32）能够松开地固定。此外，本发明涉及了相应的蓄能器模块（10）。

Description

用于容纳蓄能器模块的存储单元的框架设备

本发明涉及用于容纳蓄能器模块的、特别是电池组模块的存储单元的框架设备，该框架设备具有（i）两个板状的终止元件，所述终止元件形成了框架设备的两个相互沿着轴线对置的端部，并且该框架设备具有（ii）布置在相互对置的框架设备的侧部上的连接元件，所述连接元件由框架设备的一个端部延伸至另一个端部，并且两个终止元件在一定的距离上机械地连接。

背景技术

这样的框架设备和这样的电蓄能器模块例如是由US 8 415 047 B2已知的。这个文件展示了构造为电池组模块的电的蓄能器模块，所述蓄能器模块在框架设备中具有相互电连接的、棱柱形的扁平电池组电池的堆叠。所述框架设备具有两个终止板，所述终止板形成了框架设备的两个相互沿着轴线对置的端部。此外，所述框架设备具有布置在框架设备的两个相互对置的侧部上的连接元件，所述连接元件由框架设备的一个端部延伸至另一个端部，并且两个终止元件越过扁平电池组堆叠的堆叠高度进行机械地连接。为此，连接元件中的每个的端部借助旋拧而拧紧在终止板处，如另一个终止板那样。

尽管电池组模块（蓄电池模块）是最广泛分布的、用于存储电能量的蓄能器模块，蓄能器模块的概念除了这个纯电化学的蓄能器之外也包括了静电的蓄能器（例如电容）和具有由电化学的和静电的蓄能部组合的混合存储器。

电池组的或者说电池组模块的存储单元是其电池组电池。电池组电池、例如锂电池具有在2.5和5伏之间的典型的运行电压。然而对于具有电动驱动或者混合驱动的车辆的运行，需要更高的电压。因此对于车辆的高压电池组系统，将单个的电池组电池总合为模块并且串联连接，以便达到对于驱动方案合适的电压水平。特别地，棱柱形的、例如方形的锂电池倾向于：依据荷电状态、温度和老化构造电池腹。在电池组电池，特别是在电池组模块的并列布置的电池组电池中，这点导致了长度膨胀，所述长度膨胀要求更大的结构空间。电池组电池的功率和寿命也通过电池腹的形成被负面地影响。为了将电池组模块变得紧凑，也就是说避免由于电池腹而进行的长度膨胀，已知的是设置具有框架的电池组模块。

文档DE 10 2008 059 961 A 1和US 2013/0288105 A 1展示了其它的具有电池组电池和框架设备的电池组模块，所述电池组模块包围了电池组电池。在这种情况下，框架设备的元件以不同的方式彼此贴靠固定。

根据本发明的框架设备提供了简单的构造和简易的可装配性的优点。

在根据本发明的框架设备中设置了，连接元件中的每个具有横向于轴线定向的柱销，以用于与两个终止元件在其端部中的每个处的连接，所述柱销各自嵌入在终止元件之一中的空隙内，并且在那里借助相应的锁销状的保险元件能够松开地固定。所述空隙是终止元件中的孔状的孔洞，所述孔洞优选地在板状的终止元件的板平面内走向。

除了已经提及的优点得到了以下的优越性，即（a）不需要唯一的螺栓，（b）简化了装配步骤，因为不需要工具用于装配并且（c）拆卸也相对简单，其中框架设备的元件能够重复使用。

优选地，框架设备的所有的或者至少一些元件由塑料制造。由此框架设备的重量相比由金属元件例如金属连续浇铸元件制成的框架设备明显地减小。

按照本发明的有利的设计方案，锁销状的保险元件要么构造为构造在柱销处的卡锁元件要么构造为能够从外部引入终止元件中的单独的保险元件。构造在柱销处的卡锁元件例如是卡锁鼻，借助所述卡锁鼻使得柱销在推入空隙中时主动地卡接在此空隙中（卡入）。为了松开这个卡锁连接，在终止元件中优选地设置了通道，通过所述通道使得相应的工具能够推入直到卡锁元件，以便解锁这个卡锁元件。单独的保险元件特别地构造为保险环、保险销销和/或保险夹。这些保险元件横向于相应的柱销的纵向定向来装配，并且阻止了由相应的空隙中拔出柱销。

按照本发明的另一个实施方式如此设置：在两个相互对置的侧部中的每个上分别设置了两个连接元件，所述连接元件的柱销在终止元件中相互相反的方向上定向地走向。

按照本发明的一个有利的改型方案，连接元件中的每个具有L形的横截面，并且形成了框架设备的边缘。由此连接元件形成了卡夹结构，电池组电池卡夹地保持在所述卡夹结构中。

按照本发明的有利的设计方案，在连接元件中的至少两个之间布置了连接件，所述连接件由两个连接元件的一个延伸至另一个。

按照本发明的另一个有利的设计方案，终止元件中的每个具有开口，用于推入连接销钉。借助这个利用端部区段推入开口中的连接销钉和耦合模块，使得蓄能器模块的并联的、机械的彼此耦合成为可能，所述耦合模块在两侧具有相应的开口，用于容纳连接销钉的各自另外的端部区段。

有利地，框架设备在至少一个侧部处具有热传送板，所述热传送板优选地延伸通过框架的完全为电池所设置的轴向区域。

此外，本发明还涉及电的蓄能器模块，特别是电池组模块，它具有多个互相电连接的存储单元和包围存储单元的框架设备，所述框架设备构造为上述提及的框架设备。

按照根据本发明的蓄能器模块的有利的设计方案，模块的存储单元构造为棱柱形的存储单元。

按照本发明的一种有利的改型方案，存储单元在框架设备的终止元件之间沿着轴线堆叠为存储单元堆。所述模块的相应的存储单元堆夹紧在两个终止元件之间。

按照根据本发明的蓄能器模块的其它有利的设计方案，在存储单元之间布置了能够压缩的中间元件和/或耐火的聚合物板。在一个实施方式中，此外在连接元件和存储单元之间也布置了能够压缩的中间元件。

接下来依据附图具体地解释本发明。图示

图1是电的蓄能器模块，所述蓄能器模块具有存储单元和按照本发明的优选的设计方案的框架设备，

图2是在图1中展示的框架设备的终止元件，

图3是在图1中展示的框架设备的连接元件，

图4是具有连接元件的保险机构的柱销，

图5是蓄能器模块的进一步的示意图，

图6是蓄能器模块的详细示意图，

图7是蓄能器模块的更进一步的示意图，

图8是终止元件的备选的设计方案，

图9是所述模块的示意性视图和运行中出现的力，

图10是蓄能器模块的更进一步的示意图，

图11是蓄能器模块的进一步的示意图，

图12是从其它的视角的蓄能器模块的示意图，

图13是带有对终止元件之一的视线的蓄能器模块的示意图，

图14是在图8中展示的备选的终止元件的设计方案中的开口的位置，并且

图15是不同的模块的两个终止元件和其通过耦合元件进行的机械的耦合。

图1展示了构造为电池组模块的电的蓄能器模块10。这个电的蓄能器模块10具有多个（例如十二个）构造为能够重复充电的电池组电池（蓄电池单池）的存储单元12，所述存储单元互相电连接。存储单元12构造为棱柱形的存储单元，更确切地说构造为平的、方形的存储单元12，所述存储单元接续布置在轴线14的方向上并且形成了堆叠16。这个单元堆16由蓄能器模块10的框架设备18包围。框架设备18在堆叠16的两个端部中的每个处具有板形的终止元件20。在这种情况下，这两个终止元件20形成了框架设备18的相互沿着轴线14对置的端部22、24。此外，框架设备18在其相互对置的侧部中的两个26、28上分别具有两个连接元件30，所述连接元件由框架设备18的一个端部22延伸至另一个端部24，并且在这种情况下经过一定距离机械地连接两个终止元件20。图1中能够在终止元件20的边缘处各自识别出两个单独的保险元件32，所述保险元件的功能在其它的附图说明中的过程中解释。最后，在图1中展示的框架设备18还具有构造为热传送板34的底板。（未展示的）液体通道位于热传送板34中，然而由所述流体通道仅仅在框架设备18的端部22处的流体接头36是能够看见的。

图2展示了框架设备18的终止元件20，其中在图2的左侧部上展示了这个终止元件20的一个侧部，并且在图2的右侧部上展示了另一个侧部。在其一个侧部上，板形的终止元件20具有蜂窝形的结构38，而它在其另一个侧部上是平整的。作为蜂窝形的结构38的替代方案，终止元件20然而也能够另外地构造。所构造的侧部用作所述框架设备的外侧部。在板形的终止元件20的窄的上侧部和下侧部处，孔状的空隙40位于每个端部处，所述空隙用于连接元件30的每个在图3中展示的柱销42。

图3展示了相应的连接元件30之一。连接元件30中的每个具有横向于其纵轴线定向的柱销42，以用于在其端部中的每个处与两个终止元件20连接，利用所述柱销使得连接元件30能够嵌入其管状的空隙40中的一个中，以用于与相应的终止元件20连接。

这时为了紧固在相应的终止元件20和连接元件30之间的连接，设置了前述的锁销状的保险元件32，所述保险元件阻止了利用横向于柱销42的定向进行作用的锁销结构由这个空隙40拔出被推入空隙40中的柱销42。在这种情况下，锁销状的保险元件32能够例如是在图1中展示的、作为能够由外部带入终止元件20中的单独的保险元件44。至少在两个柱销42之间的中间件中，连接元件30具有L形的横截面，以便形成框架设备18的边缘。

图4中展示保险元件32的备选的设计方案。这个保险元件32是构造在柱销42处的卡锁元件46，所述卡锁元件在后部作用在（未展示的）空隙40中的保持结构中，或者在空隙40中通过弹簧力至少张紧所述柱销42。

图5至15展示了蓄能器模块10的其它的方面以及它的框架设备18，从而基本上主要论及单个实施方式的不同。

图5展示了电的蓄能器模块10，所述蓄能器模块基本上对应于图1的蓄能器模块。展示了来自多个存储单元12的、由框架设备18包围的单元堆16。除了终止元件20、连接元件30和构造为底板的热传送板34之外，图5的框架设备18此外还包括了盖子48，所述盖子覆盖了单元12的触头以及模块控制器。

图6再一次详细地展示了借助单独的保险元件44，在板状的终止元件20和夹紧地围绕单元12的边缘的连接元件30之间的连接。

图7中还再一次由其它的视角展示了蓄能器模块10。在这种情况下，如同也已经在图6中的那样，良好可见带有结构38（蜂窝结构）的所述终止元件20的朝向外部构造的侧部。

图8展示了所述结构的替代的设计方案，所述结构是终止元件20的经构造的侧部的结构。在这个结构中，八个肋星形地朝向中心的点。借助这个结构，由于单元12的运行而出现的膨胀力能够得到特别好地得到补偿。

相应的力在图9的示意性视图中画出。这个示意性视图展示了沿着轴线14堆叠的存储单元12的单元堆16，以及在框架设备18的相互相反的端部22、24处构造为连接板的终止元件20。

在图10中展示了可选的连接件50，所述连接件用于连接框架设备18的侧部26、28的连接元件30。连接件50布置在两个连接元件30之间，并且由两个连接元件30中的一个延伸至另一个。由此得到了在两个连接件50之间的方向上更高的稳定性。

在所有的方向上的额外的结构的稳定性能够通过额外的能够压缩的中间元件52，例如中间层达到。图11展示了具有相应的能够压缩的中间元件52的蓄能器模块。这些由弹性的材料组成的能够压缩的中间元件52布置在单个的存储单元12之间和/或在连接元件30和存储单元12之间。优选地，中间元件52优选地由能够压缩的和/或耐火的材料，例如聚合物材料（例如芳纶）组成。布置在存储单元12和连接元件30之间的中间元件52消除了作为夹头起作用的连接元件30和存储单元12之间的结构的区别。作为替代方案或附加方案，中间元件52是电气的，如热绝缘的。

图12展示了具有构造为底板的热传送板34的蓄能器模块10的下侧。一般来说，电绝缘的元件布置在存储单元12和热传送板34之间。存储单元常常在所有的侧部处利用（颜色）漆或者聚合物层包覆。作为替代方案，单元12被包装在聚合物袋中。存储单元12布置在热传送板34的上侧上，所述热传送板构造为蓄能器模块10的底板。作为任选方案，在板34和存储单元12之间布置了电的绝缘。

图13以对终止元件20之一的视角展示了蓄能器模块10的端部22的示意图。终止元件20具有已经在图2中展示的蜂窝形的结构38，其中，这个结构形成了用于推入连接销钉56的开口54。在图13的示例中，四个这样的连接销钉56插入由蜂窝形的结构38形成的开口54中。

在图14中，开口54的位置在图8中展示的、终止元件20的可选的设计方案中展示。在这种情况下设置了八个开口54，所述开口各自定位在肋之一上，并且所述开口以矩形的形式布置。

图15以示意性视图展示了不同的蓄能器模块10的两个终止元件20，并且展示了所述蓄能器模块通过耦合模块58进行的机械的耦合。通过结构38，终止元件20中的每个均具有用于推入连接销钉56的开口54。借助这个利用端部区段推入开口54中的连接销钉56和耦合模块58，使得蓄能器模块的并联的、机械的彼此耦合成为可能，所述耦合模块在两侧具有相应的开口54用于容纳连接销钉56的各自另外的端部区段。

Claims (11)

1.用于容纳蓄能器模块（10）的存储单元（12）的框架设备（18），该框架设备具有

- 两个板形的终止元件（20），所述终止元件形成了框架设备（18）的两个相互沿着轴线（14）对置的端部（22、24），

- 布置在框架设备（18）的相互对置的侧部（26、28）上的连接元件（30），所述连接元件由框架设备（18）的一个端部（22）延伸至另一个端部（24），并且两个终止元件（20）经过一定的距离进行机械地连接，其特征在于，

连接元件（30）中的每个连接元件均具有横向于轴线（14）定向的柱销（42），以用于在该连接元件的端部中的每个端部处与两个终止元件（20）连接，所述柱销分别嵌入在终止元件（20）之一中的空隙（40）内并且在那里借助相应的锁销状的保险元件（32）能够松开地固定，其中在两个相互对置的侧部（26、28）中的每个侧部上均分别设置了两个连接元件（30），所述连接元件的柱销（42）在终止元件（20）中在相互相反的方向上定向地走向。

2.按照权利要求1所述的框架设备，其特征在于，锁销状的保险元件（32）构造为

- 构造在柱销（42）处的卡锁元件（46），或者

- 构造为从外部能够引入终止元件（20）中的单独的保险元件（44）。

3.按照权利要求2所述的框架设备，其特征在于，单独的保险元件（44）构造为保险销钉、保险卡箍或者保险环。

4.按权利要求1到3中任一项所述的框架设备，其特征在于，连接元件（30）中的每个连接元件均具有L形的横截面，并且形成了框架设备（18）的边缘。

5.按照权利要求1到3中任一项所述的框架设备，其特征在于，终止元件（20）中的至少一个终止元件具有开口（54），以用于推入连接销钉（56）。

6.按照权利要求1所述的框架设备，其特征在于，所述蓄能器模块（10）是电池组模块。

7.电的蓄能器模块（10），它具有多个互相电连接的存储单元（12）和包围所述存储单元（12）的框架设备（18），其特征在于，这个框架设备（18）构造为按权利要求1到6中任一项所述的框架设备（18）。

8.按照权利要求7所述的蓄能器模块，其特征在于，存储单元（12）构造为棱柱形的存储单元（12）。

9.按照权利要求7或者8所述的蓄能器模块，其特征在于，存储单元（12）在框架设备（18）的终止元件（20）之间沿着轴线（14）堆叠成存储单元堆（16）。

10.按照权利要求7或8所述的蓄能器模块，其特征在于，在存储单元（12）之间布置了能够压缩的中间元件或者耐火的聚合物板。

11.按照权利要求7所述的蓄能器模块，其特征在于，所述电的蓄能器模块（10）是电池组模块。

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