CN111512462A - 用于可堆叠电池模块的模块壳体、电池模块以及电池堆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于可堆叠电池模块(1)的模块壳体(10)，其中，多个电池模块(1)在堆叠方向(S)上能堆叠成一个电池堆(100)，该模块壳体具有底部(20)和用于以传力方式容放电池模块(1)电池单元(2)的容置腔(11)。该容置腔具有用于以形状配合和/或传力配合和/或摩擦配合方式固定各自电池单元的接触面。本发明还涉及一种具有模块壳体(10)的用于电池堆(100)的电池模块(1)。另外，本发明涉及一种电池堆(100)，其具有多个布置在堆叠电池模块(1)中的电池单元(2)。

Description

用于可堆叠电池模块的模块壳体、电池模块以及电池堆

技术领域

本发明涉及一种用于可堆叠电池模块的模块壳体，其中，多个电池模块可在堆叠方向上堆叠成一个电池堆，该模块壳体具有底部和用于容放电池模块电池单元的容置腔。本发明还涉及一种具有模块壳体的用于电池堆的电池模块以及一种具有多个布置在堆叠电池模块中的电池单元的电池堆。

背景技术

蓄电器在现代技术中被广为采用，例如被用在电动车中。这种蓄电器的可能实施方式例如是锂离子电池。为了提升这种电池的功率能力而知道了，多个电池单池作为电池单元被布置在一个电池模块中并在那里电气并联地布线连接以形成电池层级。为了获得这种电池的电功率能力的进一步提升，两个或更多个所述电池模块可以相互重叠布置或堆叠成一个电池堆，在这里，尤其能串联布线连接该电池模块的若干单独电池单元。

尤其在电动车中，这样的电池堆可能是立体大型构件。同时，这样的电池堆也可以具有不可忽略的自重。提供电池堆的甚至于整个电动车的稳定性因此可以是一项结构挑战。根据现有技术而尤其已知的是，通过外部构件例如用于电池堆的定位机构、斜撑和/或加固来随时且尤其在任何情况下保证电池堆本身的稳定性，或者说还有电池堆在电动车中的稳定性。但这样的附加构件大多决定了附加重量和附加结构空间需求。

发明内容

因此，本发明的任务是至少部分消除在先描述的缺点。本发明的任务尤其是以廉价且简单的方式提供一种用于可堆叠电池模块的模块壳体、一种电池模块以及一种电池堆，由此提供或至少改善整个电池堆的稳定性且最好还甚至是安装有电池堆的整个电动车的稳定性。

在先任务通过一种具有独立权利要求1的特征的、用于可堆叠电池模块的模块壳体来完成。另外，该任务通过一种具有并列权利要求10的特征的用于电池堆的电池模块以及通过一种具有并列权利要求11的特征的电池堆来完成。本发明的其它特征和细节来自从属权利要求、说明和附图。在此，关于本发明的模块壳体所描述的特征和细节显然也与本发明的电池模块以及本发明的电池堆相关地是适用的，反之亦然，因此关于对各自发明方面的公开内容总是相互参照或可相互参照。

根据本发明的第一方面，该任务通过一种用于可堆叠电池模块的模块壳体来完成，其中，多个电池模块在堆叠方向上可被堆叠成一个电池堆，模块壳体具有底部和用于容放电池模块电池单元的容置腔。根据本发明的模块壳体的特点是，该底部在朝向容置腔的底部内侧具有用于以传力方式容放电池模块电池单元的电池内容座，并且在背对容置腔的底部外侧具有用于以传力方式容放另一个电池模块电池单元的电池外容座。

根据本发明的模块壳体设计用于提供可堆叠电池模块的壳体。本发明意义上的可堆叠尤其是指，其壳体通过本发明模块壳体来提供的若干单独电池模块可相互重叠布置且堆叠成一个电池堆。这尤其可以在堆叠方向上进行，由此该电池堆至少在堆叠方向上具有其最大延伸尺寸。在该模块壳体的容置腔内可安置若干电池单元。容置腔尤其在一端由底部界定。底部尤其可以在堆叠方向上在上方或可选地在下方界定本发明的模块壳体或其容置腔。

对本发明重要的是，该底部现在具有用于容放电池单元的电池内容座，电池单元安置在模块壳体的容置腔中。为了保证这一点，电池内容座安置在底部的朝向容置腔的底部内侧。尤其是如此构成该电池内容座，即，它们能用于以传力方式容纳电池单元。本发明意义上的传力尤其可以是指，力可以从电池单元传递至底部并相反地从底部传递至安置在电池内容座中的电池单元。另外，该底部在布置在该底部的背对容置腔的一侧的底部外侧面上具有电池外容座，其也设计用于容置电池单元。可安置在电池外容座中的电池单元可以尤其布置在另一个模块壳体的容置腔内，该模块壳体配属于在电池堆中作为下一个设置的电池模块。电池外容座类似于电池内容座地设计用于传力容纳另一电池模块的电池单元。换言之，也可以通过该电池外容座将力从各自的电池单元传递至底部以及从底部传递至电池单元。换言之，可以通过底部、尤其通过该底部的电池内容座以及电池外容座来提供连贯的传力路径，即，从第一电池模块的一个电池单元经由另一个电池模块的模块壳体底部至所述另一个电池模块的若干电池单元。这样一来，根据本发明可以做到，并非只有壳体或外部构件能提供关于电池堆的传力，而是该电池堆的电池单元本身可被用于这样的传力。换言之，可以通过将电池单元纳入力传递来更简单且更好地提供电池堆的固有刚性，其中，尤其可通过省却外部稳定件来节约重量和所需结构空间。特别优选地甚至可以规定，当在电动车中使用带有这种本发明模块壳体的电池堆时，可以通过这种电池堆提供或至少支持整个电动车的刚性。

此外，在本发明的模块壳体中可以规定，所述电池内容座和/或电池外容座具有用于以形状配合和/或传力配合和/或摩擦配合方式固定各自电池单元的接触面。通过这样的接触面，尤其是可以很简单可靠地实现电池单元在各自电池内容座或电池外容座中的传力容纳。由此能够实现从一个电池单元经由电池外容座至底部且接着从底部经由电池内容座至另一个电池单元的特别好且灵活的力传递。

根据本发明的模块壳体的一个改进方案而还可以规定，该接触面可以至少局部具有以形状配合和/或传力配合和/或摩擦配合方式触通各自电池单元的侧部，在这里，侧部在堆叠方向上延伸。通过这种方式，可以做到进一步提升具有带本发明模块壳体的电池模块的整个电池堆的稳定性。该侧部尤其可以设计成是面状的，以便能保证各自电池单元的更好的触通和由此更有效地将电池单元传力容纳在各自电池内容座或电池外容座中。

本发明的模块壳体还可以尤其最好如下改进，即，该侧部沿着各自电池单元的整个或至少基本整个外周横向于堆叠方向地延伸。本发明意义上的外周尤其可以是指，该侧部例如在电池单元至少基本呈柱体构成时也呈柱套状紧贴各自电池单元的外侧面。通过这种方式，可以横向于堆叠方向、尤其是垂直于堆叠方向地在每个方向上通过各自侧部保证电池单元的触通。可通过这种方式提供各自电池单元在电池内容座或电池外容座内的防倾转。

本发明的模块壳体也可以如下设计，即，电池内容座和/或电池外容座具有用于粘接以便材料接合地固定电池单元的胶合面。通过在电池内容座或电池外容座内粘接各自电池单元，可以更进一步强化电池单元在此位置上的固定。可以通过这种方式再次优化在电池单元和底部且进而整个模块壳体之间的更好的传力或力传递。

此外，本发明的模块壳体的特点可以是，所述电池内容座和电池外容座配对相互对齐地或至少基本相互对齐地布置。通过这种方式可以做到，安置在电池内容座和电池外容座中的电池单元也成对地对齐或至少基本对齐地布置。可通过这种方式在电池单元之间经过本发明模块壳体的各自底部实现更好的力传递。本发明的模块壳体也可以如下改进，即，各自由一个电池内容座和一个电池外容座构成的容座对分别具有用于导电触通电池单元的共用触通口。通过这种方式，尤其可以做到很简单地进行成对电池单元的单独电池单元的导电触通。可通过这种方式更加简单地进行单独电池模块的电气串联。

本发明的模块壳体也可以如下设计，即，在底部处设置、尤其环绕设置壁部，在这里，还在壁部的背对底部的一端设置安放区，用于放置另一个模块壳体的配对安放区。通过这样的壁部，容置腔尤其可以与底部一起被界定。所述壁部尤其也能有助于从具有本发明模块壳体的电池模块传力至另一个具有另一个本发明模块壳体的电池模块。但是，相比于现有技术(此时通常该壁部必须提供全部的力传递)，可以在本发明的模块壳体中不太稳定地且由此重量较轻地构成该壁部，这是因为它不必传递全部的力。

根据本发明的模块壳体的一个改进方案而还可以规定，该安放区具有胶合部，用于与另一个模块壳体的配对安放区处的配对胶合部相粘接。通过各自模块壳体的这种相互粘接，可以实现在整个电池堆中的力传递的进一步优化。通过这种方式可将带有具有本发明模块壳体的电池模块的电池堆设计得更加稳定。

根据本发明的第二方面，该任务通过一种带有模块壳体的电池堆用电池模块来完成。本发明的电池模块的特点是，该模块壳体根据本发明的第一方面构成。关于根据本发明第一方面的模块壳体已明确描述的所有优点因此也可以通过本发明的电池模块提供，其具有这种根据本发明第一方面的本发明模块壳体。

根据本发明的第三方面，该任务通过一种具有多个布置在堆叠电池模块中的电池单元的电池堆来完成。本发明的电池堆的特点是，电池模块根据本发明的第二方面构成。根据本发明第二方面的电池模块尤其具有根据本发明第一方面的模块壳体。根据本发明第三方面的本发明电池堆因此具有已关于根据本发明第二方面的电池模块或关于根据本发明第一方面的模块壳体所明确描述的全部优点。

附图说明

本发明的其它优点、特征和细节来自以下参照附图对本发明实施例详加描述的说明。在此，在权利要求书和说明书中提到的特征分别可本身单独地或在任何组合中对本发明是重要的。实施方式的说明仅在例子范围内描述了本发明。显然，这些实施方式的各自特征只要在技术上有意义就可以自由相互组合，而没有脱离本发明的范围。具有相同的功能和工作方式的零部件在附图中带有相同的附图标记，附图示意性示出：

图1以与堆叠方向相反的视角示出本发明的模块壳体；

图2以沿堆叠方向的视角示出本发明的模块壳体；

图3示出本发明的电池堆的局部。

具体实施方式

在图1和图2中，以两个不同的视角示出了本发明的模块壳体10；在图1中是与堆叠方向S相反的视图，在图2中是沿堆叠方向S的视图。以下，这两幅图1、2因此被共同描述，在这里，分别单独介绍两幅图的细节。

在图1和图2中示出了本发明的模块壳体10。模块壳体10尤其具有底部20，底部20与壁部30一起界定容置腔11。在本发明的模块壳体10的所示实施方式中，底部20在堆叠方向S上在下方布置在模块壳体10上。在本发明的模块壳体10的替代实施方式中，底部20也可以形成本发明的模块壳体10的或其容置腔11的上末端。在容置腔11内可以设置电池模块1的电池单元2(均未一起画出)。为了形成电池堆100(未一起画出)，分别具有本发明模块壳体10的若干电池模块1可以相互堆叠。为此，模块壳体10在其壁部30处分别具有安放区31，安放区31与另一个模块壳体10的配对安放区12一起可提供或保证电池模块1的可堆叠性。此外，可以在安放区31设置胶合部32以及在配对安放区12设置配对胶合部13，由此，电池模块1的堆叠可被进一步简化且尤其稳定地进行。

对本发明重要的是，本发明的模块壳体的底部20在底部内侧21具有电池内容座22并在底部外侧23具有电池外容座24。电池内容座22和电池外容座24分别设计用于以传力方式容纳电池单元2。电池内容座22此时容纳若干安置在各自模块壳体10的容置腔11内的电池单元2。电池外容座24与此相似地设计用于容放电池单元2，电池单元2布置在电池堆100内的电池模块1的另一个、即下一个模块壳体10中。通过触通口25可以使这些单独电池单元2能相互导电地相连接。电池内容座22和电池外容座24分别具有接触面40，通过该接触面40可以将各自电池单元2以形状配合和/或传力配合和/或摩擦配合方式固定。尤其是这些接触面40可以包含侧部41、最好是沿各自电池单元2的整个或至少基本整个外周横向于堆叠方向延伸的侧部41。可通过这种方式做到在各自电池内容座22或电池外容座24中特别好地传力容纳电池单元且尤其是提供各自电池单元2的防倾转。此外，电池内容座22以及电池外容座24可具有胶合面42，借此可以进行各自电池单元2在电池内容座22或电池外容座24中的粘接和进而材料接合连接。可以通过这种方式做到，不仅在电池内容座22中、也在电池外容座24中更好地传力容纳电池单元2。还可以看到，各自电池内容座22和电池外容座24成对地相互对齐布置。可以通过这种方式做到，也成对对齐地布置安置在这样的成对电池内容座22和电池外容座24中的电池单元2。

总体上，在电池模块1的模块壳体10的底部20中，通过将电池模块1的电池单元2传力容纳在电池内容座22和电池外容座24内而可以做到：可将电池单元2同时纳入力传递中。整个电池堆100的刚性因此不是只能通过壁部30或外部件来提供，而是已经至少部分由电池单元2本身提供和/或至少支持。整个电池堆100能通过这种方式更稳定地构成，但还是设计成具有较轻重量。

图3现在示出本发明的电池堆100的细节图，尤其示出在堆叠方向S上相互叠置的两个电池模块1的或其模块壳体的10的连接区。在此情况下示出了下模块壳体10的壁部30以及尤其是底部20以及上模块壳体10的壁部30的一部分。两个模块壳体10通过安放区31和配对安放区12相互连接，其中，尤其在这里也设有胶合部32和配对胶合部13，用于材料接合地连接这两个模块壳体10。另外示出了由电池内容座22和电池外容座24构成的容座对，各有一个电池单元2安置在其中。可以清楚看到，通过触通口25可以执行这两个电池单元2的相互导电触通。接触面40、尤其是接触面40的侧部41被设计用于以形状配合和/或摩擦配合和/或传力配合方式将各自电池单元2固定在电池内容座22和电池外容座24中。通过这种方式，可以实现电池单元2在电池内容座22和电池外容座24中的传力容置。胶合面42还允许电池单元2在电池内容座22和电池外容座24中独立存在，由此尤其允许材料接合连接。总体上也可以看到，电池内容座22布置在底部内侧21，以及电池外容座24布置在底部外侧23。底部内侧21朝向上模块壳体10的容置腔11，而底部外侧23朝向下模块壳体10的容置腔11。

附图标记

1 电池模块

2 电池单元

10 模块壳体

11 容置腔

12 配对安放区

13 配对胶合部

20 底部

21 底部内侧

22 电池内容座

23 底部外侧

24 电池外容座

25 触通口

30 壁部

31 安放区

32 胶合部

40 接触面

41 侧部

42 胶合面

100 电池堆

S 堆叠方向

Claims (11)

1.一种用于可堆叠电池模块(1)的模块壳体(10)，其中，多个电池模块(1)在堆叠方向(S)上能堆叠成一个电池堆(100)，该模块壳体(10)具有底部(20)和用于容放该电池模块(1)电池单元(2)的容置腔(11)，其特征是，该底部(20)在朝向该容置腔(11)的底部内侧(21)具有用于以传力方式容放该电池模块(1)电池单元(2)的电池内容座(22)，并且在背对该容置腔(11)的底部外侧(23)具有用于以传力方式容放另一个电池模块(1)电池单元(2)的电池外容座(24)。

2.根据权利要求1的模块壳体(10)，其特征是，该电池内容座(22)和/或该电池外容座(24)具有用于以形状配合和/或传力配合和/或摩擦配合方式固定各自电池单元(2)的接触面(40)。

3.根据权利要求2的模块壳体(10)，其特征是，该接触面(40)至少局部具有用于以形状配合和/或传力配合和/或摩擦配合方式触通各自电池单元(2)的侧部(41)，其中，所述侧部沿着该堆叠方向(S)延伸。

4.根据权利要求3的模块壳体(10)，其特征是，该侧部(41)沿着各自电池单元(2)的整个或至少基本整个外周横向于该堆叠方向(S)延伸。

5.根据前述权利要求之一的模块壳体(10)，其特征是，该电池内容座(22)和/或该电池外容座(24)具有用于粘接以便材料配合地固定该电池单元(2)的胶合面(42)。

6.根据前述权利要求之一的模块壳体(10)，其特征是，该电池内容座(22)和该电池外容座(24)成对相互对齐地或至少基本相互对齐地布置。

7.根据权利要求6的模块壳体(10)，其特征是，各自由一个电池内容座(22)和一个电池外容座(24)构成的所述对分别具有用于导电触通所述电池单元(2)的共用触通口(25)。

8.根据前述权利要求之一的模块壳体(10)，其特征是，在该底部(20)设置、尤其是环绕设置壁部(30)，其中，还在该壁部(30)的背对该底部(20)的一端设置有安放区(31)，用于安置另一个模块壳体(10)的配对安放区(12)。

9.根据权利要求8的模块壳体(10)，其特征是，该安放区(31)具有胶合部(32)，用于与另一个模块壳体(10)的配对安放区(12)处的配对胶合部(13)相粘接。

10.一种用于电池堆(100)的电池模块(1)，具有模块壳体(10)，其特征是，该模块壳体(10)根据前述权利要求之一构成。

11.一种电池堆(100)，具有多个布置在堆叠电池模块(1)中的电池单元(2)，其特征是，所述电池模块(1)根据权利要求10构成。

Images