CN110620282A - 具有多个电池电芯的电池模块 - Google Patents

Abstract

电池模块，其包括电池电芯，电池电芯具有电池电芯壳体和电池模块壳体，电池电芯的电化学部件容纳在电池电芯壳体中，电池电芯被容纳在电池模块壳体中，其中，在电池电芯的电池模块壳体和电池电芯壳体之间如此构造有能够由调温流体穿流的调温流体接收部，使得在调温流体和电池电芯壳体之间能够形成直接接触和热接触，其中，电池电芯壳体此外具有排气开口，排气开口构造用于将气体从电池电芯壳体的内部直接排放到周围环境，其中，电池电芯壳体的排气开口流体密封地与调温流体接收部分隔开，其中，除了在排气开口的区域中之外，至少一个电池电芯的电池电芯壳体的布置有排气开口的侧面基本上完全由调温流体接收部包围。

Description

具有多个电池电芯的电池模块

技术领域

本发明的出发点是根据独立权利要求的前序部分的、具有多个电池电芯的电池模块。

背景技术

从现有技术中已知，电池模块能够由多个单独的电池电芯构成，所述电池电芯能够串联和/或并联地彼此导电连接，使得各个电池电芯共同联接成电池模块。

进一步，这种电池模块能够被联接成电池或者电池系统。

由于大量不同的车辆结构空间，可变的模块尺寸是优选的，以便能够最佳地利用现有的车辆结构空间。

由于化学的转化过程，尤其是在能量释放时（例如在行驶期间）或者在能量吸收时（例如在充电期间），锂离子电池电芯或者锂聚合物电池电芯升温。

在此，电池模块性能越强，其升温越多并且与此相关的有效且能够控制的调温系统的必要性越大，由此，电池模块的电池电芯能够被冷却并且也能够被加热，其中，电池电芯主要能够被冷却。

尤其是就锂离子电池电芯而言，最佳的运行温度在5°C至35°C的范围中，其中，从大约超过40°C的运行温度开始，这种电池电芯的使用寿命能够显著地降低。

因此，足够的调温系统对于电池模块来说是必需的，以便实现电池电芯的相对较长的使用寿命。

在此，电池电芯在所有运行状态下都应当始终保持在大约40°C以下的热临界状态下。

此外，在各个电池电芯之间也应当避免温度梯度，以便避免电池电芯的不同的老化速度。在此，应当争取达到在电池电芯之间的小于5K的温度梯度，以便阻止在电池模块内部的不同的老化状态。

在此，从技术现状中已知，电池模块的调温系统主要构造成液体温度调节系统，其中，水和乙二醇的混合物在此穿流例如布置在电池模块下方的冷却板的调温介质通道。

此外，应当避免的是在故障的情况下一个电池电芯的过渡升温能够蔓延到另外的电池电芯，这通常也被称作传播保护。

发明内容

具有独立权利要求的特征的具有多个电池电芯的电池模块提供了这种优点：电池模块的电池电芯能够直接并且也尽可能大面积地被调温流体绕流，使得尤其是除了排气开口的区域之外，几乎整个电池电芯都能够被调温流体润湿并且尤其是在此围绕排气开口的区域能够被调温流体润湿，由此即使在故障情况期间也能够实现电池模块的可靠的温度调节。

为此，提供了一种电池模块。

在此，电池模块包括至少一个电池电芯。

在此，至少一个电池电芯尤其是构造成锂离子电池电芯。

在此，至少一个电池电芯具有电池电芯壳体，至少一个电池电芯的电化学部件被容纳在所述电池电芯壳体中。

此外，电池模块包括电池模块壳体，至少一个电池电芯被容纳在所述电池模块壳体中。

在此，在至少一个电池电芯的电池模块壳体和电池电芯壳体之间构造有调温流体接收部，所述调温流体接收部构造成能够由调温流体穿流。

此外，如此构造调温流体接收部，使得在能够穿流调温流体接收部的调温流体和至少一个电池电芯的电池电芯壳体之间能够形成直接接触和热接触。

在此，电池电芯壳体此外具有排气开口，所述排气开口构造用于将气体从电池电芯壳体的内部直接排放到电池模块的周围环境。

尤其地，排气开口被构造用于，在故障情况下（例如温度过高）将气体从电池电芯壳体的内部排出。

在此，电池电芯壳体的排气开口流体密封地与调温流体接收部分隔开。

此外，除了在排气开口的区域中之外，至少一个电池电芯的电池电芯壳体的布置有排气开口的侧面基本上完全被调温流体接收部包围。

通过在从属权利要求中列举的措施能够实现在独立权利要求中所说明的装置的有利的改型方案和改进方案。

在此利用电池模块的根据本发明的构型尤其能够实现是，与从现有技术中已知的电池模块相比，尤其是在围绕排气开口的区域中实现了相对较大的润湿面积并且此外防止了，在电池电芯排气的情况下，调温流体经历附加的压力上升。

因此，通过排气开口和调温流体接收部——所述调温流体接收部利用调温流体来润湿电池电芯壳体——的根据本发明的分隔，例如也能够防止的是，电池电芯壳体由于压力上升而爆炸。

此外，由此也以可靠的方式确保了在排气之后调温流体不能够逸出，因为调温流体接收部和排气开口彼此流体密封地分隔开。

有利的是，电池模块此外包括布置在电池电芯壳体和电池模块壳体之间的密封元件。

在此，密封元件例如被实施为成型密封件。由此，以可靠的方式实现了，在电池电芯壳体的排气开口和调温流体接收部之间构造流体密封的分隔。

在此，此外有利的是，如果密封元件环绕地布置在排气开口处。

在这一点上，“环绕地”应当被理解成：密封元件经由密封元件的整个外周布置在密封元件处，其中，外周例如能够具有圆形的、环形的或者矩形的形状。

由此，以可靠的方式实现了，完全经由排气开口的整个外边缘将排气开口与调温流体接收部流体密封地分隔开。

根据本发明的有利的方面，电池模块壳体包括多个支撑件，所述支撑件构造用于，在构造调温流体接收部的情况下将电池模块壳体和电池电芯壳体间隔开，使得能够以可靠的方式将电池模块壳体和电池电芯壳体如此彼此间隔开，从而构造调温流体接收部，所述调温流体接收部也具有足够的机械稳定性。

在此，多个支撑件优选能够构造成电池模块壳体的、整体的组成部分。

在此，优选的是，密封元件布置在与排气开口直接相邻的支撑件中或者由被与排气开口直接相邻的支撑件容纳。由此，能够在排气开口和调温流体接收部之间构造可靠的流体密封的分隔。

在此，特别优选的是，电池电芯构造成棱柱形的电池电芯。

在此，棱柱形的电池电芯总共具有六个侧面，其中对置的侧面分别彼此平行布置并且通常也构造成大小相同的。

此外，在此彼此相邻的侧面被布置成彼此成直角。

在此优选地，除了在排气开口的区域中，至少一个棱柱形的电池电芯的四个最小侧面基本上完全被调温流体接收部包围。

由此可能的是，至少一个电池电芯在其两个最大侧面处还能够被布置成分别与另一个电池电芯相邻。

在此可能的是，在现在至少两个电池电芯之间构造空间，所述空间构造成能够由调温流体穿流。

显而易见可能的是，除了在排气开口的区域中，至少一个电池电芯的所有六个侧面都基本上完全由调温流体接收部包围。

尤其地，调温流体在此构造成调温液体。

在此，合适的调温流体由现有技术中已知并且具有例如高的热容量，以便能够排出足够的热能。

在此，本发明尤其也涉及电池模块的一种实施方式，在所述实施方式中，在调温流体接收部中容纳有调温液体。

附图说明

在附图中示出了本发明的实施例，并且，在以下描述中进一步阐述了本发明的实施例。

附图示出：

图1以剖面图示意性地示出了根据本发明的电池模块的一种实施方式，

图2以剖面图示意性地示出了在图1中所示出的根据本发明的电池模块的排气，以及

图3示意性地示出了根据图1的、根据本发明的电池模块的实施方式的截取区域的细节图。

具体实施方式

图1以从侧面的剖面图示意性地示出了根据本发明的电池模块1的一种实施方式。

电池模块1包括至少一个电池电芯2，所述电池电芯具有电池电芯壳体3。

在此，在电池电芯壳体3中容纳有至少一个电池电芯2的电化学部件4——在图1中无法识别出。

在此，至少一个电池电芯2的电化学部件4能够例如包括阴极元件、阳极元件和分隔元件。

此外，电池模块1包括电池模块壳体5。在此，在电池模块壳体5中容纳有至少一个电池电芯2。

在此，从图1的剖面图中能够识别出，在至少一个电池电芯2的电池模块壳体5和电池电芯壳体3之间构造有调温流体接收部6。

在此，在调温流体接收部6中能够容纳有调温流体7，并且，就图1的实施例而言，在调温流体接收部6中也容纳有调温流体7。

在此，如此构造调温流体接收部6，使得在调温流体7和电池电芯壳体3之间能够形成或者就图1的实施例而言形成可直接接触和热接触。

在此，这种热接触例如构造在以附图标记8表示的位置处。

此外，电池电芯壳体3具有排气开口9。在此，排气开口9构造用于，将气体从电池电芯壳体3的内部直接排放到电池模块1的周围环境10中。

在这一点上应当注意，至少一个电池电芯2也能够包括电压分接件20，所述电压分接件用于使各个电池电芯2电串联和/或电并联地彼此联接。各个电池电芯2的这种电串联和/或电并联的联接能够借助于电芯连接器21来构造。

在此，至少电压分接件20也应当被理解成电池电芯壳体3的部分。

在此，排气开口9布置在电池电芯壳体3的侧面90处。

在此，电池电芯壳体3的排气开口9与调温流体接收部6流体密封地分隔开。

因此，换言之，电池电芯壳体3的排气开口9没有被调温流体接收部6覆盖，并且，因而也不能够与调温流体7接触。

在此，除了在排气开口9的区域中之外，至少一个电池电芯2的电池电芯壳体3的侧面90基本上完全被调温流体接收部6包围。

此外，根据图1的实施例，电池模块1包括密封元件11，其中，密封元件11布置在电池电芯壳体3和电池模块壳体5之间，使得在排气开口9和调温流体接收部6之间能够构造可靠的流体密封的分隔。

在此，密封元件11能够例如环绕地布置在排气开口9处，使得能够经由排气开口9的整个圆周在排气开口9和调温流体接收部6之间构造可靠的流体密封的分隔。

此外，从图1中能够识别出，电池模块壳体5具有多个支撑件12。支撑件12在此能够是电池模块壳体5的整体的组成部分，由此能够实现例如电池模块1的简单的制造。

在此，支撑件12构造用于，将电池模块壳体5和电池电芯壳体3彼此间隔开，使得在电池模块壳体5和电池电芯壳体3之间能够构造调温流体接收部6。

在此，从图1还能够识别出，密封元件11也被容纳在支撑件12中，其中，该支撑件12是与排气开口9直接相邻的支撑件120。

在此，根据图1的实施方式的电池电芯2尤其是构造成棱柱形的电池电芯200。

在这一点上，为此再次实施的是，棱柱形的电池电芯200总共具有六个侧面。在此，各个彼此对置的侧面通常分别是同样大的并且也彼此平行地布置。此外，彼此直接相邻的侧面被布置成彼此成直角。

在此，就图1的实施例而言，调温流体接收部6至少被布置在电池电芯壳体3的四个最小侧面处。

图2以剖面图示意性地示出了在图1中所示出的根据本发明的电池模块1的排气。

在此，在图2中能够识别出，至少一个电池电芯2已经超过了安全临界的温度，由此，在电池电芯2的内部中的压力如此升高，使得排气开口9打开，由此，气体能够从至少一个电池电芯2的电池电芯壳体3的内部被排放到电池模块1的周围环境10中。

由于在调温流体接收部6和排气开口9之间没有形成直接接触，因此容纳在调温流体接收部6中的调温流体7在排气期间没有经受由于气体排放导致的压力上升。

此外，在电池电芯壳体3和容纳在调温流体接收部6中的调温流体7之间所构造的较大的润湿面积有助于使得电池电芯2的升温不会导致在调温流体7中的显著的压力上升。

图3示意性地示出了根据图1的根据本发明的电池模块1的实施方式的截取部分的细节图。

在此，图3尤其在放大的视图中示出了围绕排气开口9的区域。

在此，首先能够识别出至少一个电池电芯2和电池电芯壳体3。

在此，示出了至少一个电池电芯2的电化学部件4。

在此，至少一个电池电芯2具有电压分接件20，所述电压分接件借助于电芯连接器21而能够与另外的电池电芯2导电地串联和/或并联连接。

此外，也能够识别出电池模块壳体5，所述电池模块壳体具有支撑件120，所述支撑件与排气开口9直接相邻。

在此，在支撑件120中容纳有密封元件11。

此外，能够识别出，在电池模块壳体5和电池电芯壳体3之间构造有调温流体接收部6。

Claims (7)

1.电池模块，包括：

至少一个电池电芯（2），所述电池电芯具有：

电池电芯壳体（3）和电池模块壳体（5），所述至少一个电池电芯（2）的电化学部件（4）被容纳在所述电池电芯壳体（3）中，所述至少一个电池电芯（2）被容纳在所述电池模块壳体（5）中，其中，

在所述电池模块壳体（5）和所述至少一个电池电芯（2）的电池电芯壳体（3）之间如此构造有能够由调温流体（7）穿流的调温流体接收部（6），使得

在所述调温流体（7）和所述电池电芯壳体（3）之间能够形成直接接触和热接触，其中，所述电池电芯壳体（3）此外具有排气开口（9），所述排气开口构造用于将气体从所述电池电芯壳体（3）的内部直接排放到周围环境（10），其中，

所述电池电芯壳体（3）的所述排气开口（9）流体密封地与所述调温流体接收部（6）分隔开，

其特征在于，

除了在所述排气开口（9）的区域中之外，所述至少一个电池电芯（2）的所述电池电芯壳体（3）的布置有所述排气开口（9）的侧面（90）基本上完全由所述调温流体接收部（6）包围。

2.根据前述权利要求1所述的电池模块，其特征在于，

所述电池模块（1）此外包括密封元件（11），所述密封元件布置在所述电池电芯壳体（3）和所述电池模块壳体（5）之间。

3.根据前述权利要求2所述的电池模块，

其特征在于，

所述密封元件（11）环绕地布置在所述排气开口（9）处。

4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的电池模块，其特征在于，

所述电池模块壳体（5）具有多个支撑件（12），所述支撑件构造用于，在构造所述调温流体接收部（6）的情况下将所述电池模块壳体（5）和所述电池电芯壳体（3）间隔开。

5.根据前述权利要求4所述的电池模块，其特征在于，

所述密封元件（11）布置在与所述排气开口（9）直接相邻的支撑件（120）中。

6.根据前述权利要求1至5中任一项所述的电池模块，其特征在于，

所述电池电芯（2）构造成棱柱形的电池电芯（200），其中，除了在所述排气开口（9）的区域中，所述电池电芯的四个最小侧面基本上完全被所述调温流体接收部（6）包围。

7.根据前述权利要求1至6中任一项所述的电池模块，其特征在于，

所述调温流体（7）构造成调温液体（70），并且其中，在所述调温流体接收部（6）中容纳有所述调温液体（7）。