CN110993842A - 电池模块子单元和电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括电池单池容纳部（2）的电池模块子单元，所述电池单池容纳部构成用于至少一个电池单池（4）的容纳空间（3），其中在所述电池单池容纳部（2）的容纳空间（3）中容纳有至少一个电池单池（4），其中所述电池单池容纳部（2）构成第一连接元件（5），所述第一连接元件构造用于与另一个电池模块子单元（1）进行形状锁合的连接，并且所述电池单池容纳部（2）在与第一连接元件（5）对置的一侧上构成第二连接元件（6），所述第二连接元件构造用于与又一个电池模块子单元（1）进行形状锁合的连接。

Description

电池模块子单元和电池模块
技术领域
本发明涉及一种按照独立权利要求所述类型的电池模块子单元。
一种具有多个这样的电池模块子单元的电池模块也是本发明的主题。
背景技术
由现有技术中已知，电池模块能够由多个单个的电池单池组成，所述电池单池能够相互串联地和/或并联地导电互连。
混合驱动的电动车（HEV）和用电驱动的车辆（EV）需要高能的并且高功率的电池系统，以便其电动的驱动机能够达到所力求的行驶功率。
在这种情况下，作为电蓄能器通常使用高能的并且高功率的锂离子或锂聚合物电池单池，其中大约100个电池单池被联接成一个电池模块。
这种功率强大的电池单池在此分别具有大约90安培小时（Ah）的功率。
电池单池在此比如能够构造为棱柱形的或圆柱形的电池单池，其中在电动性的领域内也越来越多地使用所谓的袋式单池，用英语也被称为“pouch-Zellen（袋式单池）”。然而，与构造为棱柱形或圆柱形的电池单池相比，这样的袋式单池所具有的缺点是，它们具有相对较低的机械的固有稳定性，因此在将袋式单池联接成电池模块时经常需要支撑结构。
尤其在充电和放电期间，锂离子或锂聚合物电池单池由于化学转化过程而发热。
在此，这样的电池模块功率越大，所产生的发热程度就越大，因而经常需要有效的并且主动的调温系统，所述调温系统不仅能够对电池单池进行加热而且能够对其进行冷却。
特别是袋式单池由于其相对较低的机械的固有稳定性而也需要一定的压紧力，以用于确保所期望的性能。在此，不仅由于不同的按照历法所引起的温度而且由于因使用所引起的周期而出现单个电池单池的、被称为膨胀的体积变形，其造成对于这种体积变形的补偿。
尤其在用电运行的车辆中或者也在混合的电动车并且在固定的应用情况中，电池系统通常与多个这样的电池模块一起使用。
发明内容
具有独立权利要求的特征的电池模块子单元具有以下优点，即，能够以简单的方式构成电池模块子单元之间的形状锁合的连接。
尤其因此能够直接将两个电池模块子单元形状锁合地彼此连接起来，而无需另外的构件。
为此而提供一种电池模块子单元。
该电池模块子单元包括电池单池容纳部，所述电池单池容纳部构成用于至少一个电池单池的容纳空间。
在此，在电池单池容纳部的容纳空间中容纳有至少一个电池单池。
此外，电池单池容纳部构成第一连接元件，该第一连接元件构造用于与另一个电池模块子单元进行形状锁合的连接。
此外，电池单池容纳部在与第一连接元件对置的一侧上构成第二连接元件，该第二连接元件构造用于与又一个电池模块子单元进行形状锁合的连接。
通过在从属权利要求中所列举的措施，能够实现在独立权利要求中所说明的装置的有利的拓展方案和改进方案。
有利的是，电池单池容纳部具有两面第一容纳壁并且此外具有布置在两面第一容纳壁之间的第二容纳壁。
在此，第二容纳壁分别在其边界部之一处与相应的第一容纳壁相连接，从而构成容纳空间。
此外，被容纳在电池单池容纳部的容纳空间中的电池单池布置在两面第一容纳壁之间。尤其在此，两面第一容纳壁对置地布置在第二容纳壁上。
由此，能够有利地提供一种可以容易地构成的电池单池容纳部。
适宜的是，第二容纳壁分别与两面第一容纳壁成直角地布置。
由此，能够构成如下一种电池单池容纳部，在该电池单池容纳部中能够可靠地容纳有电池单池。
有利的是，至少一个电池单池材料锁合地并且导热地与电池单池容纳部相连接。
特别地，电池单池在此材料锁合地并且导热地与电池单池容纳部的第二容纳壁相连接。
此外，在至少一个电池单池和电池单池容纳部之间布置有粘合层，以用于与电池单池容纳部构成材料锁合的并且导热的连接。
因此，能够将电池单池可靠地容纳并且固定在电池单池容纳部中并且此外也能够将热量从电池单池传递到电池单池容纳部、特别是第二容纳壁上。
例如，粘合层能够构造为双面胶带。
根据本发明的一个适宜的方面，在电池单池容纳部中此外也布置有补偿元件，该补偿元件在此以与至少一个电池单池直接接触的方式来布置。特别优选地，补偿元件在与第二容纳壁对置的一侧上布置在电池单池上。
补偿元件用于补偿在将一个电池单池容纳部与另一个电池单池容纳部形状锁合地连接起来时特别是在电池单池的充电和放电期间所产生的体积变形。
此外，补偿元件也能够用于补偿由制造引起的公差。
补偿元件在此例如能够构造为被置入的泡沫材料或者也能够构造为以粘合方式与电池单池相连接的泡沫材料。
根据本发明的另一个有利的方面，在电池单池容纳部中容纳有另一个电池单池。
特别地，所述另一个电池单池布置在两面第一容纳壁之间。
换句话说，这比如意味着，在电池单池容纳部中容纳有两个电池单池。
因此，能够提供一种在其中容纳有两个电池单池的电池模块子单元。
在此关于这一点要说明，尤其在两个电池单池之间布置有补偿元件，其中补偿元件能够补偿体积变形。
也有利的是，在所述至少一个电池单池的或另一个电池单池的、与电池单池容纳部对置的一侧上布置有粘合层。
特别地，粘合层在此布置在所述至少一个电池单池的或另一个电池单池的与第二壳体壁对置的一侧上。
这具有的优点是，除了形状锁合的连接之外也能够在两个电池模块子单元之间构造材料锁合的、尤其以粘合的方式构成的连接。
此外，在此能够减少构件的数目，由此例如能够降低体积并且也能够降低成本。
所述至少一个电池单池适宜地如此被容纳在电池单池容纳部中，使得所述至少一个电池单池的电压分接头布置在电池单池容纳部的容纳空间的、可以从电池模块子单元的环境来接近的侧面上。
特别地，电池单池容纳部的容纳空间的这样的可接近的侧面分别与两面第一容纳壁和第二容纳壁成直角地布置并且此外也布置在两面第一容纳壁之间。
因此，在将电池模块子单元连接成电池模块之后，能够以简单的方式将单个电池模块子单元的相应的电池单池彼此串联地和/或并联地导电互连。
根据本发明的一个适宜的方面，所述至少一个电池单池构造为袋式单池。
袋式单池用英语也被称为“pouch-Zelle（袋式单池）”。
根据本发明的电池模块为袋式单池提供的优点是，所述袋式单池能够可靠地并且以简单的方式布置成电池模块。
此外，能够在总体上提供如下一种电池模块子单元，该电池模块子单元在连接成电池模块时提供一种用于袋式单池的机械稳定的电池模块。
根据本发明的一个适宜的方面，第一连接元件构造为连续地穿过电池单池容纳部来延伸的开口。此外，第二连接元件能够构造为能够弹性地和/或塑性地变形的接片。因此，所述电池模块子单元的第一连接元件和另一个电池模块子单元的第二连接元件能够以简单的方式形状锁合地、像比如以夹住的方式彼此连接。
由此，能够容易地安装电池模块，因为两个电池模块子单元能够以插接的方式彼此连接。
一种电池模块也是本发明的主题，所述电池模块具有多个刚刚所描述的根据本发明的电池模块子单元。
在此，一个电池模块子单元的第一连接元件与另一个电池模块子单元的第二连接元件形状锁合地连接。
此外，所述电池模块子单元的第二连接元件与又一个电池模块子单元的第一连接元件形状锁合地连接。
因此，能够以简单的方式构成如下一种电池模块，该电池模块在这里所描述的最简单的情况中由三个电池模块子单元组成。
尤其在以下实施方式中-在所述实施方式中在电池单池容纳部中总共容纳有两个电池单池-每个电池单池也能够与电池单池容纳部、特别是电池单池容纳部的第二容纳壁构成能够导热的接触，由此能够实现可靠的散热或供热。
有利的是，在由电池单池容纳部构成的表面上布置有冷却板或遮盖元件。
尤其在此，两面第一容纳壁分别构成这样的表面，其中所述表面布置在背离容纳空间的一侧上。
这具有的优点是，例如通过材料锁合地并且导热地与所述至少一个电池单池相连接的第二容纳壁能够将热量传递给两面第一容纳壁并且能够借助于冷却板将热量分别从两面第一容纳壁排出。
在此，关于这一点还要注意，能够有利地从两侧对电池模块进行调温、也就是对其进行加热或冷却。冷却板的布置或者遮盖元件的布置也尤其具有以下优点，即，由此此外能够加固电池模块的模块构造。
在此优选的是，此外在表面和冷却板之间或者在所述表面和所述遮盖元件之间布置有粘合层。
粘合层在此能够用于补偿所构成的不平整度或者由制造引起的公差。此外，粘合层也能够用于特别是在所述表面和所述冷却板之间构造可靠的导热连接。
例如，为此粘合层也能够包含能够导热的添加剂。
通过粘合层的布置，能够改进表面的平整度，由此能够在总体上提高调温效率。
在此通常还要注意，电池模块能够借助于多个根据本发明的电池模块子单元来构成，所述电池模块在模块尺寸方面能够容易地缩放（skalieren）。总之，能够实现电池模块的需要较少的构件的紧凑构造。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出并且在下面的说明中进行详细解释。其中：
图1不仅以分解图而且也在组装的状态下示意性地示出了根据本发明的电池模块子单元的一种实施方式，
图2以局部的分解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，所述电池模块具有多个电池模块子单元，并且
图3示意性地示出了另一电池模块的一种实施方式。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据本发明的电池模块子单元1的一种实施方式。在此，在图1中在右侧示出了电池模块子单元1的组装状态，并且在图1中在左侧示出了电池模块子单元1的分解图。
在此，电池模块子单元1包括电池单池容纳部2。电池单池容纳部2在此构成用于至少一个电池单池4的容纳空间3。
在此，在电池单池容纳部2的容纳空间3中容纳有至少一个电池单池4，其中在图1的实施例中刚好两个电池单池4被容纳在电池单池容纳部2中。在此，图1至图3相应全部示出了如下实施例，在所述实施例中电池单池4构造为所谓的袋式单池40。尤其在容纳空间3中容纳有第一电池单池41和第二电池单池42。
图1在此示出了电池模块子单元1的一种实施方式，其中电池单池容纳部2包括两面第一容纳壁21并且具有一面布置在两面第一容纳壁21之间的第二容纳壁22。
在此，第二容纳壁22分别在其边界部210之一处与相应的第一容纳壁21相连接。
尤其在此如可以从图1中看出的那样，两面第一容纳壁21彼此平行地布置并且布置在第二容纳壁22的对置的一侧上。
此外，第二容纳壁22相应地与两面第一容纳壁21成直角地布置。
由此，两面第一容纳壁21和第二容纳壁22一起构成电池单池容纳部2的容纳空间3。特别地，电池单池容纳部2在此构造为C形。
被容纳在电池单池容纳部2的容纳空间3中的电池单池4或者被容纳在电池单池容纳部2的容纳空间3中的两个电池单池41、42在此布置在两面第一容纳壁21之间。
电池单池容纳部2在此构成第一连接元件5。在此，第一连接元件5构造用于与另一个在图1中未示出的电池模块子单元1进行形状锁合的连接。
此外，电池单池容纳部2也构成第二连接元件6。
在此，第二连接元件6构造用于与又一个在图1中也未示出的电池模块子单元1进行形状锁合的连接。
在此从图1中可以看出，第一连接元件5在与第二连接元件6对置的一侧上构造在电池单池容纳部2上。
例如，如可以从图1中看出的那样，第一连接元件5在此能够构造为连续地穿过电池单池容纳部2、特别是第一壳体壁21来延伸的开口50。
此外，例如第二连接元件6能够构造为能够弹性地和/或塑性地变形的接片60。尤其构造为能够弹性变形的接片60在此所具有的优点是，能够以简单的方式、例如以夹住的方式来构成形状锁合的连接。
第一电池单池41在图1的实施例中紧邻第二容纳壁22来布置，所述第一电池单池41在此与电池单池容纳部2、特别是第二容纳壁22材料锁合地并且导热地连接。
在此，比如在这个第一电池单池41与所述电池单池容纳部2或第二容纳壁22之间布置有粘合层81。
此外，在电池单池容纳部2中也布置有补偿元件7，该补偿元件以与刚刚提到的紧邻第二容纳壁22布置的第一电池单池41直接接触的方式来布置。此外，补偿元件7也以与另一个第二电池单池42直接接触的方式来布置。换句话说，这意味着，补偿元件7布置在两个电池单池4、41、42之间。
在图1所示出的实施例中，在第二电池单池42上布置有粘合层82。在此，粘合层82在与第二容纳壁22对置的一侧上布置在第二电池单池42上。
因此，能够在将多个在图1中所示出的电池模块子单元1并合成电池模块时将粘合层82比如与另一个电池模块子单元1的第二容纳壁22连接起来。
在此要说明，如果在电池单池容纳部2中仅仅布置一个电池单池4，那么粘合层82就如此布置在第一电池单池41上，使得所述粘合层82布置在第一电池单池41的与第二壳体壁对置的一侧上。
此外，电池单池4分别具有至少一个电压分接头9。
在此，电池单池4如此被容纳在电池单池容纳部2中，使得电压分接头9布置在电池单池容纳部2的容纳空间3的、可以从电池模块子单元1的环境15来接近的侧面上。
图2以分解图示意性地示出了根据本发明的电池模块10的一种实施方式。
在此，电池模块10具有多个根据本发明的电池模块子单元1。
在此，例如第一电池模块子单元1、100的第一连接元件5形状锁合地与另一个第二电池模块子单元1、101的第二连接元件6相连接。此外，在此例如第一电池模块子单元1、100的第二连接元件6与又一个第三电池模块子单元1、102的第一连接元件5形状锁合地连接。
由此，能够以简单的方式构造具有多个作为预装组件的电池模块子单元1的电池模块10。尤其为此不需要额外的构件并且电池模块子单元1能够以任意的数目彼此接合在一起。因此能够产生电池模块10的突出地能缩放的构造。
此外，从图2中可以看出，在由电池单池容纳部1构成的表面11上布置有冷却板12。此外，也能够取代冷却板12而布置遮盖元件。
此外，从图2中可以看出，电池模块10也具有端板13，其中端板13能够刚好如电池模块子单元1一样构造，但是所存在的唯一的区别是，在电池模块子单元1中没有容纳电池单池4。由此，也能够将端板13以形状锁合的方式、像比如以夹住的方式与其余的电池模块子单元1连接起来。
此外，从图2中也可以看出，相应的电压分接头9可以从环境15来接近并且例如能够借助于在图2中未示出的单池连接器来串联地和/或并联地彼此导电互连。
图3示出了电池模块10的另一种实施方式，其与在图2中所示出的实施方式的区别在于，电池模块10具有附加的结构元件14，该附加的结构元件用于例如进一步提高电池模块10的机械稳定性或者该附加的结构元件也能够例如用于相对于电池模块10的环境15使电压分接头9电绝缘。为此，附加的结构元件14例如能够由塑料构成。

Claims (13)

1.电池模块子单元，其包括
电池单池容纳部（2），该电池单池容纳部构成用于至少一个电池单池（4）的容纳空间（3），
其中在所述电池单池容纳部（2）的容纳空间（3）中容纳有至少一个电池单池（4），
其特征在于，
所述电池单池容纳部（2）构成如下第一连接元件（5），所述第一连接元件构造用于与另一个电池模块子单元（1）进行形状锁合的连接，
并且所述电池单池容纳部（2）在与该第一连接元件（5）对置的一侧上构成如下第二连接元件（6），所述第二连接元件构造用于与又一个电池模块子单元（1）进行形状锁合的连接。
2.根据前一项权利要求1所述的电池模块子单元，
其特征在于，
所述电池单池容纳部（2）具有两面第一容纳壁（21）和一面布置在所述两面第一容纳壁（21）之间的第二容纳壁（22），其中
所述第二容纳壁（22）分别在其边界部（210）之一处与相应的第一容纳壁（21）如此连接，从而构成所述容纳空间（3），并且
在所述电池单池容纳部（2）的容纳空间（3）中以布置在所述两面第一容纳壁（21）之间的方式容纳有所述至少一个电池单池（4）。
3.根据前一项权利要求2所述的电池模块子单元，
其特征在于，
所述第二容纳壁（22）相应地与所述两面第一容纳壁（21）成直角地布置。
4.根据前述权利要求1至2中任一项所述的电池模块子单元，
其特征在于，
所述至少一个电池单池（4）与所述电池单池容纳部（2）、特别是与所述第二容纳壁（22）材料锁合地并且导热地连接，其中在所述至少一个电池单池（4）与所述电池单池容纳部（2）之间布置有粘合层（81）。
5.根据前述权利要求1至3中任一项所述的电池模块子单元，
其特征在于，
此外在所述电池单池容纳部（2）中容纳有与所述至少一个电池单池（4）直接接触地布置的补偿元件（7）。
6.根据前述权利要求1至4中任一项所述的电池模块子单元，
其特征在于，
在所述电池单池容纳部（2）中、特别是以布置在所述两面第一容纳壁（21）之间的方式容纳有另一个电池单池（42）。
7.根据前述权利要求1至5中任一项所述的电池模块子单元，
其特征在于，
在所述至少一个电池单池（41）的或另一个电池单池（42）的、与所述电池单池容纳部（1）对置的一侧上布置有粘合层（82）。
8.根据前述权利要求1至3中任一项所述的电池模块子单元，
其特征在于，
所述至少一个电池单池（4）如此被容纳在所述电池单池容纳部（2）中，使得所述至少一个电池单池（4）的电压分接头（9）布置在所述电池单池容纳部（2）的容纳空间（3）的、能够从所述电池模块子单元（1）的环境（15）来接近的侧面上。
9.根据前述权利要求1至7中任一项所述的电池模块子单元，
其特征在于，
所述至少一个电池单池（4）构造为袋式单池（40）。
10.根据前述权利要求1至8中任一项所述的电池模块子单元，
其特征在于，
所述第一连接元件（5）构造为连续地穿过所述电池单池容纳部（2）来延伸的开口（50），并且
所述第二连接元件（6）构造为能够弹性地和/或塑性地变形的接片（60）。
11.电池模块，其具有多个根据权利要求1至9中任一项所述的电池模块子单元（1），其特征在于，
电池模块子单元（1、100）的第一连接元件（5）以形状锁合的方式与另一个电池模块子单元（1、101）的第二连接元件（6）相连接，并且
所述电池模块子单元（1、100）的第二连接元件（6）以形状锁合的方式与又一个电池模块子单元（1、102）的第一连接元件（5）相连接。
12.根据前一项权利要求10所述的电池模块，
其特征在于，
在由所述电池单池容纳部（1）构成的表面（11）上布置有冷却板（12）或遮盖元件。
13.根据前一项权利要求11所述的电池模块，
其特征在于，
此外在所述表面（11）和所述冷却板（12）之间或者在所述表面和所述遮盖元件之间布置有粘合层。
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