CN110024162B - 电池和用于制造电池的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池，其具有壳体（20）和至少一个第一电池模块（1）和第二电池模块（11），其中，第一电池模块（1）的壳体具有凹槽（3），其中，第二电池模块（11）的壳体具有榫头（17），其中，第一电池模块（1）借助于连接器件（8）与电池的壳体（20）连接，其中，榫头（17）与连接器件（8）至少部分地布置在凹槽（3）中，特别是无间隙地容纳在凹槽（3）中。

Description

电池和用于制造电池的方法

技术领域

本发明涉及一种电池和用于制造电池的方法。

背景技术

DE 10 2011 081 573 A1示出了一种用于制造电的能量存储器的积木式系统以及一种利用该积木式系统所制造的电的能量存储器。

从DE 10 2012 204 320 A1已知一种用于电池冷却模块的底座型材构造，用于与引导筋条或者引导底座的、材料不结合的压紧的接口连接。

DE 10 2013 225 605 A1示出了在电池槽中的电池模块的布置方案。

电池系统不仅在静止的应用、例如风力发电设施或者太阳能系统中被使用，也在机动车、例如混合动力车辆或者电动车辆中或者在电子装置中、例如手提电脑或者移动电话的应用中被使用。

发明内容

本发明以具有壳体和至少一个第一电池模块以及第二电池模块的电池为出发点。

本发明的核心在于，第一电池模块的壳体具有凹槽，其中第二电池模块的壳体具有榫头，其中所述第一电池模块借助于连接器件与电池的壳体连接，其中所述榫头与所述连接器件至少部分地布置在所述凹槽中，特别是无间隙地容纳在所述凹槽中。

本发明的背景是，所述电池模块节省空间地布置在电池的壳体中并且可靠地与电池的壳体连接。

根据本发明，每个电池模块借助于所述连接器件与电池的壳体连接，并且借助于凹槽-榫头连接与另一电池模块连接。通过不仅将榫头而且将连接器件布置在凹槽中，电池能够紧凑地实施。

本发明的另外的有利的实施方式是以下内容。

根据一种有利的设计方案，所述连接器件借助于螺栓器件与电池的壳体连接，其中所述连接器件具有凹部，所述螺栓器件被至少部分地引导穿过所述凹部。在这种情况下有利的是，第一电池模块借助于所述连接器件以及螺栓器件能够脱开地与电池的壳体连接。因此，第一电池模块能够替换地布置在电池中。

优选的是，所述螺栓器件与凹槽间隔开。因此，当连接器件布置在凹槽中时，螺栓器件能够与壳体连接和/或能够从壳体脱开。

此外有利的是，榫头、螺栓器件和连接器件特别是沿着电池的壳体的面区段的平面的法向量方向相互重叠，所述电池模块布置在所述面区段上。由此能够节省空间地布置电池模块并且电池能够紧凑地实施。

有利地，榫头遮盖螺栓器件。因此阻止了螺栓器件的不期望的脱开。

优选地，所述螺栓器件、特别是螺栓器件的螺栓头至少部分地布置在所述榫头和所述连接器件之间，特别地，其中所述榫头接触所述螺栓器件。在这种情况下有利的是，所述螺栓器件、特别是所述螺栓头借助于凹槽、榫头以及连接器件至少部分地被包围。因此阻止了螺栓器件的不期望的脱开。

此外有利的是，所述连接器件能够推移地布置在所述凹槽中。由此，连接器件的位置能够匹配于凹部的、特别是螺纹钻孔的位置，所述凹部用于在电池的壳体中容纳螺栓器件。

此外有利的是，将第二电池模块借助于布置在凹槽中的榫头、特别地沿着电池的壳体的面区段的平面的法向量方向进行限界，所述电池模块布置在所述面区段上。在这种情况下，第二电池模块平放在电池的壳体上，并且借助于布置在凹槽中的榫头阻止了电池模块从壳体脱开。

根据另一种有利的实施方式，第一电池模块具有另一榫头，该榫头与凹槽间隔开地布置。优选地，第一电池模块的至少一个电池单元布置在第一电池单元的壳体中的凹槽和另一榫头之间。借助于另一榫头，第一电池模块能够与另一电池模块连接。有利地，另一电池模块同样与电池的壳体连接，以至于第一电池模块能够在两个相互间隔开的区域中与电池的壳体连接。

优选地，第二电池模块具有另一凹槽，该凹槽与榫头间隔开，其中第二电池模块借助于另一连接器件与电池的壳体连接，其中另一连接器件至少部分地布置在所述另一凹槽中。优选地，第二电池模块的至少一个电池单元布置在第二电池单元的壳体中的另一凹槽和榫头之间。因此，第二电池模块能够在两个相互间隔开的区域中与电池的壳体连接。

此外有利的是，相应的电池模块的相应的凹槽以及相应的榫头分别基本上相互平行地延伸。因此相应的电池模块的至少一个电池单元能够布置在相应的凹槽和相应的榫头之间。相应的电池模块能够基本上相互平行地布置。

根据另一有利的实施方式，相应的电池模块的壳体分别具有壳体底部，其中相应的凹槽在壳体底部中成形出，和/或其中壳体底部具有相应的榫头。由此能够减少相应的电池模块的构件的数量。有利地，壳体底部和凹槽和/或榫头能够在一个工序中特别是作为铸件、优选地作为连续铸件来生产。

优选地，相应的壳体底部空心地实施，用来容纳冷却流体，特别是其中，相应的壳体底部具有用于冷却流体的进入开口和排出开口。因此能够实施对于电池模块的集成的冷却。

在用于制造特别是如前述的电池方法中，本发明有利地具有时间上前后相继的方法步骤：

-在第一方法步骤中，通过将连接器件引入到第一电池模块的凹槽中并且与电池的壳体连接，将第一电池模块与电池的壳体连接，

-在第二方法步骤中，通过将第二电池模块的榫头引入到凹槽中，将第二电池模块与第一电池模块形状配合地连接，

-在第三方法步骤中，通过将另一连接器件引入到第二电池模块的另一凹槽中并且与电池的壳体连接，将第二电池模块与电池的壳体连接。

本发明的背景是，将电池模块节省空间地布置在电池的壳体中并且可靠地与电池的壳体连接。有利地，在此将电池模块相互连接。

此外有利的是，在第一和/或第三方法步骤中将连接器件或者另一连接器件借助于螺栓器件与电池的壳体连接。因此将电池模块中的相应的电池模块可脱开地与电池的壳体连接。

附图说明

在以下段落中借助于实施例来解释本发明，从所述实施例能够得出本发明的另外的特征，但是本发明在其范围上不受限于所述实施例。实施例在附图中示出。

其中：

图1示出了根据本发明的电池的第一电池模块1的示意图；

图2以倾斜视图示出了的第一电池模块1的示意图；

图3示出了根据本发明的电池的第一电池模块1的以及第二电池模块11的示意图；以及

图4示出了图3的详细示图。

具体实施方式

在图1和2中示出了根据本发明的电池的第一电池模块1。第一电池模块1至少部分地被第一电池模块1的壳体所包围。壳体具有壳体壁、特别是壳体件2以及壳体底部5，特别是其中，壳体多件式地实施。优选地，壳体壁实施成弯件，特别地实施成冲弯件。优选地，壳体底部5实施成铸件、特别是连续铸件。在壳体中布置第一电池模块1的至少一个电池单元。

在此，电池例如被理解成可再充电的电池、特别是电化学的电池单元和/或具有至少一个电化学的电池单元的电池模块和/或具有至少一个电池模块的电池组。电池单元被实施成锂基电池单元、特别是锂离子电池单元。备选地，电池单元实施成锂-聚合物电池单元或者镍金属氢化物电池单元或者铅酸电池单元或者锂-空气电池单元或者锂-硫电池单元。

第一电池模块1基本上方形地实施。沿着第一电池模块1的第一纵向侧面布置了凹槽3，该凹槽特别地实施在壳体底部5中。在这种情况下，凹槽3从第一电池模块1的端侧面延伸直至第一电池模块1的对置的背侧面。沿着第一电池模块1的、与第一纵向侧面对置地布置的第二纵向侧面布置了榫头7，该榫头特别地与壳体底部5一件式地实施。所述榫头7特别地基本上平行于凹槽3地从第一电池模块1的端侧面延伸直至第一电池模块11的背侧面。

在另一实施例中，第一电池模块1的壳体具有第一连接件，凹槽3在该第一连接件中成形出。所述第一连接件与壳体壁形状配合地连接，特别是嵌夹连接。第一连接件优选地实施成连续铸件。

在另一实施例中，第一电池模块1的壳体具有第二连接件，该第二连接件具有榫头7。所述第二连接件与壳体壁2形状配合地连接，特别是嵌夹连接。第二连接件优选地实施成连续铸件。

借助于凹槽3或者榫头7，第一电池模块1与第二电池模块11借助于凹槽-榫头连接能够形状配合地连接。

在凹槽3中容纳至少一个连接器件8，特别是其中，连接器件8沿着凹槽3的延伸方向能够推移地布置在凹槽3之内。借助于所述连接器件8，第一电池模块1能够与电池的壳体20连接。为此，连接器件8具有至少一个凹部、特别是钻孔，螺栓器件9能够被部分地引导穿过该凹部。因此，第一电池模块1可与电池的壳体20能够脱开地连接地、特别是能够螺栓连接地实施。连接器件8优选地实施成板件、特别是实施成冲弯板件。连接器件8的第一连接器件区段21容纳在凹槽中，并且连接器件8的、具有凹部的第二连接器件区段22沿着电池的壳体20延伸。

优选地，壳体底部5至少部分地空心地实施并且适合用于容纳冷却流体，该冷却流体用来冷却第一电池模块1。为此，壳体底部5具有用于冷却流体的进入开口4和排出开口6。冷却空气或者冷却液、例如冷却水可以用作冷却流体。

在图3中示出了第一和第二电池模块（1，11），它们相互地连接并且与电池的壳体20连接。在此，第一电池模块的壳体、特别是壳体壁2与第二电池模块11的壳体、特别是壳体壁12相接触。

第二电池模块11至少部分地被第二电池模块11的壳体所包围。所述壳体具有壳体壁12、特别是壳体件以及壳体底部15，其中壳体特别地多件式地实施。优选地，壳体壁12实施成弯件，特别是冲弯件。优选地，壳体底部15实施成铸件，特别地实施成连续铸件。

第二电池模块11基本上方形地实施。沿着第二电池模块11的第一纵向侧面布置了凹槽13，该凹槽特别地实施在壳体底部15中。在这种情况下，凹槽13从第二电池模块11的端侧面延伸直至第二电池模块11的背侧面。沿着第二电池模块11的、与第一纵向侧面对置地布置的第二纵向侧面布置了榫头17，该榫头特别地与壳体底部15一件式地实施。所述榫头17特别地基本上平行于凹槽13地、从第二电池模块11的端侧面延伸直至第二电池模块11的背侧面。

在另一实施例中，第二电池模块11的壳体具有第一连接件，凹槽3在该第一连接件中成形出。所述第一连接件与壳体壁12形状配合地连接，特别是嵌夹连接。第一连接件优选地实施成连续铸件。

在另一实施例中，第二电池模块11的壳体具有第二连接件，该第二连接件具有榫头17。所述第二连接件与壳体壁12形状配合地连接，特别是嵌夹连接。第二连接件优选地实施成连续铸件。

借助于凹槽13或者榫头17，第二电池模块11与第一电池模块1借助于凹槽-榫头连接能够形状配合地连接。

在凹槽13中容纳至少一个连接器件18，特别是其中，连接器件18沿着凹槽13的延伸方向能够推移地布置在凹槽13之内。借助于所述连接器件18，第二电池模块11能够与电池的壳体20连接。为此，连接器件18具有至少一个凹部、特别是钻孔，螺栓器件19能够被部分地引导穿过该凹部。因此，第二电池模块11可与电池的壳体20能够脱开地连接地、特别是能够螺栓连接地实施。连接器件18优选地实施成板件、特别是实施成冲弯板件。连接器件18的第一连接器件区段能够容纳在凹槽中，并且连接器件18的、具有凹部的第二连接器件区段沿着电池的壳体20延伸。

优选地，第二电池模块11的壳体底部15至少部分地空心地实施并且适合用于容纳冷却流体，该冷却流体用来冷却第二电池模块11。为此，壳体底部15具有用于冷却流体的进入开口14和排出开口16。冷却空气或者冷却液、例如冷却水可以用作冷却流体。

冷却流体例如从第一电池模块1的壳体底部5流到第二电池模块11的壳体底部15中，其中它们借助于连接段、特别是连接管和/或连接软管相互连接，所述连接段将第一电池模块1的排出开口6与第二电池模块11的进入开口14连接。

在图4中详细示出了第一电池模块1与第二电池模块11的凹槽-榫头连接以及相应的电池模块（1，11）与电池的壳体20的连接。

示出了第一电池模块1的壳体（具有凹槽3）、第二电池模块2的壳体（具有榫头17）、连接器件8和螺栓器件9。所述榫头17和连接器件8部分地、特别是无间隙地布置在凹槽3中。在此，凹槽3、榫头17以及连接器件沿着相对于榫头17到凹槽3中的插入方向的以及相对于凹槽3的延伸方向的横向方向相互重叠。优选地，连接件8的凹槽3和榫头17接触。

螺栓器件9被部分地引导穿过在连接器件8中的凹部并且与电池的壳体20连接。第一电池模块1的壳体底部5平放在电池的壳体20上。因此，第一电池模块1借助于连接器件8以及螺栓器件9传力地以及形状配合地与电池的壳体20连接。在这种情况下，连接器件8特别是沿着相对于榫头17到凹槽3中的插入方向的以及相对于凹槽3的延伸方向的横向方向限界第一电池模块1。

第二电池模块11借助于第二电池模块11的榫头17并且借助于第一电池模块1的凹槽3形状配合地与第一电池模块1连接。借助于榫头17、凹槽3、连接器件8以及螺栓器件9，第二电池模块11形状配合地并且传力地与电池的壳体20连接。在这种情况下，凹槽3沿着相对于榫头17到凹槽3中的插入方向的以及相对于凹槽3的延伸方向的横向方向限界第二电池模块11。

第二电池模块11的榫头17、连接器件8以及螺栓器件9沿着相对于榫头17到凹槽3中的插入方向的以及相对于凹槽3的延伸方向的横向方向相互重叠。在这种情况下，螺栓器件9、特别是其螺栓头至少部分地布置在榫头17和连接器件8之间。因此，螺栓器件9被榫头17遮盖。优选地，榫头17接触所述连接器件8和螺栓器件9。优选地，第一电池模块1的壳体、特别是凹槽3与螺栓器件9相互间隔开地布置。优选地，螺栓器件9基本上与相对于榫头17到凹槽3中的插入方向的以及相对于凹槽3的延伸方向的横向方向平行地延伸直至电池的壳体20中。

根据本发明的用于制造电池的方法具有时间上前后相继的方法步骤：

在第一方法步骤中，通过将连接器件8引入到第一电池模块1的凹槽3中并且与电池的壳体20连接、特别是螺栓连接，将第一电池模块1与电池的壳体20连接。优选地，在这种情况下将连接器件8在凹槽3之内推移，特别是沿着凹槽3的延伸方向推移，以便将连接器件8相对于凹部、特别是螺纹钻孔进行定向，所述凹部用于在电池的壳体20中的螺栓器件9。

在第二方法步骤中将第二电池模块11布置在第一电池模块1旁边，其中第二电池模块11的榫头17被引入凹槽3中。

在第三方法步骤中，通过将另一连接器件18引入第二电池模块11的凹槽13中并且与电池的壳体20连接、特别是螺栓连接，将第二电池模块11与电池的壳体20连接。优选地在这种情况下将另一连接器件18在凹槽13之内推移，特别是沿着凹槽13的延伸方向推移，以便将连接器件18相对于另一凹部、特别是螺纹钻孔进行定向，所述另一凹部用于在电池的壳体20中的另一螺栓器件19。

Claims (19)

1.电池，具有壳体（20）和至少一个第一电池模块（1）和第二电池模块（11），其中，所述第一电池模块（1）的壳体具有凹槽（3），所述第二电池模块（11）的壳体具有榫头（17），所述第一电池模块（1）借助于连接器件（8）与所述电池的壳体（20）连接，并且所述榫头（17）与所述连接器件（8）至少部分地布置在所述凹槽（3）中其中，所述连接器件（8）借助于螺栓器件（9）与所述电池的壳体（20）连接，并且所述连接器件（8）具有凹部，所述螺栓器件（9）被至少部分地引导穿过该凹部，其特征在于，所述连接器件（8）沿凹槽（3）的延伸方向能够推移地布置在所述凹槽（3）中。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述榫头（17）与所述连接器件（8）无间隙地容纳在所述凹槽（3）中。

3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述螺栓器件（9）与所述凹槽（3）间隔开。

4.根据权利要求1或2中任一项所述的电池，其特征在于，所述榫头（17）、所述螺栓器件（9）和所述连接器件（8）相互重叠。

5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述榫头（17）、所述螺栓器件（9）和所述连接器件（8）沿着所述电池的壳体（20）的面区段的平面的法向量方向相互重叠，所述第一电池模块（1）和所述第二电池模块（11）布置在所述面区段上。

6.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述榫头（17）遮盖螺栓器件（9）。

7.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述螺栓器件（9）至少部分地布置在所述榫头（17）和所述连接器件（8）之间。

8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述螺栓器件（9）的螺栓头至少部分地布置在所述榫头（17）和所述连接器件（8）之间。

9.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述榫头（17）接触所述螺栓器件（9）。

10.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，借助于布置在所述凹槽（3）中的榫头（17）对所述第二电池模块（11）进行限界。

11.根据权利要求10所述的电池，其特征在于，沿着所述电池的壳体（20）的面区段的平面的法向量方向对所述第二电池模块（11）进行限界，所述第一电池模块（1）和所述第二电池模块（11）布置在所述面区段上。

12.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述第一电池模块（1）具有另一榫头（7），该另一榫头与所述凹槽（3）间隔开地布置。

13.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述第二电池模块（11）具有另一凹槽（13），所述另一凹槽与所述榫头（17）间隔开，其中所述第二电池模块（11）借助于另一连接器件（18）与所述电池的壳体（20）连接，其中所述另一连接器件（18）至少部分地布置在所述另一凹槽（13）中。

14.根据权利要求13所述的电池，其特征在于，相应的电池模块（1，11）的相应的凹槽（3，13）与相应的榫头（7，17）分别基本上相互平行地延伸。

15.根据权利要求13所述的电池，其特征在于，相应的电池模块（1，11）的壳体分别具有壳体底部（5，15），其中相应的凹槽（3，13）在所述壳体底部（5，15）中成形出，和/或其中所述壳体底部（5，15）具有相应的榫头（7，17）。

16.根据权利要求15所述的电池，其特征在于，相应的壳体底部（5，15）空心地实施，用来容纳冷却流体。

17.根据权利要求16所述的电池，其特征在于，相应的壳体底部（5，15）具有用于所述冷却流体的进入开口（4，14）和排出开口（6，16）。

18.用于制造根据权利要求1至17中任一项所述的电池的方法，具有时间上前后相继的方法步骤：

-在第一方法步骤中，通过将连接器件（8）引入到第一电池模块（1）的凹槽（3）中并且与所述电池的壳体（20）连接，将所述第一电池模块（1）与所述电池的壳体（20）连接，

-在第二方法步骤中，通过将第二电池模块（11）的榫头（17）引入到所述凹槽（3）中，将所述第二电池模块（11）与所述第一电池模块（1）形状配合地连接，

-在第三方法步骤中，通过将另一连接器件（8）引入所述第二电池模块（11）的另一凹槽（13）中并且与所述电池的壳体（20）连接，将所述第二电池模块（11）与所述电池的壳体（20）连接。

19.根据权利要求18所述的用于制造电池的方法，其特征在于，在所述第一方法步骤和/或所述第三方法步骤中将所述连接器件（8）或者所述另一连接器件（18）借助于螺栓器件（9，19）与所述电池的壳体（20）连接。

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