CN112703635A - 具有限制模块内部空间的壳体组件的电池模块 - Google Patents

具有限制模块内部空间的壳体组件的电池模块 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电池模块(1)，所述电池模块具有限界模块内部空间(14)的壳体组件(10)，所述壳体组件用于容纳至少一个模块组件(12)，其中壳体组件(10)一件式地构成并且至少在三个侧上限界模块内部空间(14)。

Description

具有限制模块内部空间的壳体组件的电池模块
技术领域
本发明涉及一种电池模块，其具有限制模块内部空间的壳体组件，所述壳体组件用于容纳至少一个模块组件，例如电芯、功率电子装置、电池控制装置、空气调节系统和/或布线。本发明还涉及一种用于机动车辆，优选用于轿车、巴士和/或卡车的牵引电池。
背景技术
在车辆的电气化的过程中，优化对于安装在车辆中的牵引电池所需的结构空间是非常重要的。在此，一方面，应实现牵引电池的尽可能高的容量，以便提供高的行程长度。能够引入到车辆中的电芯越多，也就能够提供越大的电池容量。但是，另一方面，可用体积和乘客舱体积也应尽可能大。
相应已知的是，牵引电池构成有壳体，所述壳体匹配于相应的车辆中分别可用的结构空间。由此，产生相应地不同大小和不同地成形的壳体，在所述壳体中必须安装对于牵引电池的相应的规格所必需的模块组件。
电芯在此通常联合为电池模块。通常，于是将配备有电芯的多个电池模块安装在牵引电池的壳体中，并且彼此电连接，并且与同样安装在壳体中的控制电子装置和/或功率电子装置连接。
除了容纳电芯的电池模块外，还存在许多其他模块组件，例如功率电子装置、功率连接器(Leistungsverbinder)和控制电子装置，所述其他模块组件同样必须容纳并安装在电池壳体中，以便最终构成牵引电池。
DE 10 2015 121 520 A1描述了一种模块化的电池包以及用于制造这种电池包的方法。棱柱形的盒状电芯在壳体中定位为，使得无需重新设计就能够以可重新配置的方式提供壳体和其组件。以这种方式，能够将包含不同数量的电池模块或电芯的电池包放置在共同的壳体内。
发明内容
基于已知的现有技术，本发明的目的是提出一种电池模块，借助于所述电池模块能够灵活地安装牵引电池以用于相应的使用目的。
该目的通过具有权利要求1的特征的电池模块来实现。有利的改进形式从从属权利要求、本说明书和附图中得出。
相应地，提出一种电池模块，所述电池模块具有限制模块内部空间的壳体组件，所述壳体组件用于容纳至少一个模块组件。根据本发明，壳体组件一件式构成并且在至少三个侧上限界模块内部。
以这种方式，能够构成可尤其灵活地使用的电池模块，借助所述电池模块能够以灵活且有效的方式构成具有不同规格和用于不同使用目的的牵引电池。
通过壳体组件以实现容纳不同模块组件的形式构成，可在机械上简单地构造具有相应规格的牵引电池。为此，仅需给壳体组件填充针对相应规格所设置的模块组件，并且然后将各个壳体组件组装到壳体中以构成牵引电池并且安装在所述壳体中。
通过壳体组件以至少在三个侧上限界模块内部空间的形式构成，能够实现电池模块的外部造型和外部尺寸的统一设计，由此能够实现由电池模块构成的牵引电池的高效且安全的安装，在所述电池模块的模块内部空间容纳对应于相应的规格的模块组件。
在此，牵引电池的壳体以及壳体组件与牵引电池的规格无关地始终能够相同地构成。换言之，不同的电池模块分别始终具有相同的形状因数。由此也简化了安装过程，使得该安装过程能够更可靠并且更经济地执行。安装牵引电池的员工只需要将各个电池模块插入牵引电池的壳体中，而无需进行其他空间方式的调整。
此外，已经示出，壳体组件的使得其在至少三个侧上限界模块内部空间的一件式的设计节省了重量。通过这种设计，壳体组件也在三个侧上敞开，即，电池模块并非安装在封闭的壳体中。已经示出，由此改进了容纳在模块内部空间中的模块组件的冷却。与具有闭合的模块壳体的壳体组件的设计相比，也能够以这种方式改进出于维护目的的可接近性。
根据一个优选的实施方案，壳体组件具有下侧和垂直于下侧并且彼此间隔开地延伸的两个侧壁。由此，壳体组件能够以简单的方式一件式地构成。
优选地，壳体组件包括塑料模制件或构成为塑料模制件。
尤其优选地，壳体组件由弯曲的板构成。由此，壳体组件能够低成本地、稳定地、轻便且可靠地制造为板弯曲件。
优选地，例如呈电芯、功率电子装置、电池控制装置、空气调节系统和/或布线的形式的模块组件容纳在模块内部空间中。以这种方式，电池模块能够构成为，使得所述电池模块提供待在牵引电池中提供的相应的功能，其中相应的模块组件全部分别容纳在统一构成的壳体组件中。
以这种方式，也能够简单地执行牵引电池的模块化的构造，因为牵引电池的不同的模块组件的各个功能分别以相同的形状因数来提供。由此，能够实现牵引电池的可简单缩放的构造。例如，容纳有控制组件的电池模块能够与容纳有电芯的任何数量的电池模块组合。牵引电池的原本的机械安装结构在此保持不变——仅待安装到壳体中的电池模块的数量改变。
优选地，可安置有模块组件的安置区域集成在壳体组件中，其中安置区域优选与壳体组件一件式地构成。通过提供安置区域，相应的模块组件能够与壳体组件紧固地连接。由此，还能够预安装地提供电池模块，使得能够有效地并且在空间和时间上均衡地来执行牵引电池的构造。
尤其优选地，在此设有用于安置至少两个不同的模块组件的安置区域。换言之，壳体组件被设计为，使得其设立用于安置不同的模块组件。由此能够使用唯一类型的壳体组件来构造整个牵引电池。由此产生更大数量的相同组件，使得最终能够尤其有效地实施牵引电池的构造。
在另一优选的实施方案中，用于将电池模块安装在牵引电池的壳体中的安装区域集成在壳体组件中，其中安装区域优选设置在壳体组件的下侧上。由于集成在壳体组件中的安装区域，电池模块能够简单地连接到牵引电池的壳体上。因此，能够减少用于将电池模块连接到壳体上所需的构件的数量。
上述目的还通过一种包括具有权利要求8的特征的壳体的牵引电池来实现。根据本发明，至少两个电池模块以上述设计之一安装在壳体中。
相应地，至少两个、多个或优选所有待容纳在牵引电池的壳体中的电池模块能够分别构成有上述壳体组件之一。因此，能够实现牵引电池的特别有效的构造。
优选地，在容纳在壳体中的第一电池模块中容纳有至少一个电芯，而在容纳在壳体中的第二电池模块中容纳有功率电子装置、电池控制装置、空气调节系统和/或布线。
附图说明
通过下面对附图的描述详细阐述本发明的优选的其他实施方式。在此示出：
图1a，1b分别示出用于根据一个实施例的电池模块的壳体组件的立体视图，其中所述视图从两个相反的方向记录；
图2示出根据另一实施例的电池模块的立体视图；以及
图3示出根据另一方面的牵引电池的示意性剖视图。
具体实施方式
下面根据附图描述优选的实施例。在此，相同、相似或起相同作用的元件在不同的附图中设有相同的附图标记，并且部分地省略了对这些元件的重复描述，以便避免冗余。
在图1a和1b中从两个相反的观察方向示意性地示出电池模块1的立体视图。
电池模块1具有壳体组件10，所述壳体组件设计用于限界模块内部空间14。在模块内部14中能够容纳在图2中示意性示出的模块组件12，然后能够最终由所述模块组件构造牵引电池。
模块组件12例如能够是电芯、功率电子装置、电池控制装置和/或布线，以及其他对于构造牵引电池所必需的电气和电子组件。模块组件12也能够是空气调节系统组件，借助于所述空气调节系统组件能够实现对容纳在牵引电池中的模块组件12的空气调节。
壳体组件10在至少三个侧上限界模块内部空间14并且在此一件式地构成。
为此，壳体组件10具有下侧10c和两个垂直于下侧10c并且彼此间隔开地延伸的侧壁10a，10b。因此，在所示出的实施方式中，壳体组件10的横截面构成U形，以便相应地限定模块内部空间14。
壳体组件10能够由弯曲的板构成。通过构成为板弯曲件，壳体组件10能够简单地、机械稳定地、轻便地和可靠地构成。壳体组件10因此能够构成为用于构造牵引电池的标准组件，以便以这种方式实现具有尽可能大数量的相同组件的牵引电池的有效构造。
通过壳体组件10构成有至少三个限界侧，壳体组件10相应地也在直至三个侧上敞开。因此，电池模块1不具有盒状的且封闭的壳体，由此，改进了容纳在壳体组件10中的模块组件12的冷却和可接近性。
在一个实施例中，侧壁10a，10b具有切口。因此，能够进一步优化冷却。在另一实例中，侧壁10a，10b在特定区域中被增强。这些增强的区域例如能够用于固定在另一构件上。
模块组件12能够是电芯、功率电子装置、电池控制装置、空气调节系统和/或布线。所述模块组件分别容纳在电池模块1的模块内部空间14中。在另一实施例中，例如也可行的是，在同一电池模块1中设置多个模块组件12。
能够安置有模块组件12的安置区域16集成在壳体组件10中，其中，安置区域16优选与壳体组件10一件式地构成。安置区域16例如能够以凹部或固定孔的形式设置，模块组件12能够安置在所述安置区域上。
当在安置区域16中已经形成或切割出螺纹时产生特别优选的设计，使得模块组件12能够借助于呈螺钉或螺栓形式的固定机构直接旋入具有螺纹的安置区域16中。
在一个特别优选的实施方式中，设有安置区域16，所述安置区域用于安置至少两个不同的模块组件12。由此，能够可选地将不同的模块组件16安置在预设类型的壳体组件10中。换言之，壳体组件10能够用于容纳不同的模块组件16，而为此不需要对壳体组件10进行改型。
由此在构造牵引电池时产生更大数量的相同组件，因为能够构造具有分别相同的壳体组件10的不同的电池模块1。
在所示出的实施例中，此外将用于将电池模块1安装到牵引电池20的壳体22(参见图3)中的安装区域18集成在壳体组件10中，其中安装区域18设置在壳体组件10的下侧10c上。
借助于安装区域18，各个电池模块1能够被安装到牵引电池的壳体20中，而不必将附加的安装元件安置在壳体组件10上。安装区域18——类似于安置区域16——优选通过安装孔构成，所述安装孔也能够设有成形的或切割的螺纹。
图2示出在示意性示出的模块组件12已经插入到壳体组件10中之后的电池模块1。
图3示出包括壳体22的牵引电池20，其中至少两个电池模块1设置在壳体22中。
在一个实例中，牵引电池20在一个或多个电池模块1中具有多个电芯，而在另一电池模块1中具有控制设备并且在另一电池模块1中具有冷却设备。
在一个实例中，电池模块1经由牵引电池20的壳体22内的未示出的线路彼此连接。
在一个实例中，牵引电池20的壳体22是匹配于相应的车辆的标准化的尺寸。
在一个实例中，电池模块1沿着壳体22的纵向方向接连地排列。在这里示出的实例中，电池模块1也彼此以堆叠的形式并且接连地排列地设置。
根据一个实施方式，具有至少两个电池模块1的壳体22设置在车辆结构(未示出)上。
只要是可应用的，在实施例中所描述的所有单个特征能够彼此组合和/或交换，而不脱离本发明的范围。
附图标记列表
1 电池模块
10 壳体组件
10a 侧壁
10b 侧壁
10c 下侧
12 电池组件
14 模块内部空间
16 安置区域
18 安装区域
20 牵引电池
22 壳体

Claims (10)

1.一种电池模块(1)，所述电池模块具有用于限界模块内部空间(14)的壳体组件(10)，所述壳体组件用于容纳至少一个模块组件(12)，
其特征在于，
所述壳体组件(10)一件式地构成并且在至少三个侧上限界所述模块内部空间(14)。
2.根据权利要求1所述的电池模块(1)，其特征在于，所述壳体组件(10)具有下侧(10c)和垂直于所述下侧(10c)并且彼此间隔开地延伸的两个侧壁(10a，10b)。
3.根据权利要求1或2所述的电池模块(1)，其特征在于，所述壳体组件(10)由弯曲的板构成。
4.根据权利要求1或2所述的电池模块(1)，其特征在于，所述壳体组件(10)包括塑料模制件或构成为塑料模制件。
5.根据上述权利要求中任一项所述的电池模块(1)，其特征在于，呈电芯、功率电子装置、电池控制装置、空气调节系统和/或布线的形式的模块组件(12)容纳在所述模块内部空间(14)中。
6.根据上述权利要求中任一项所述的电池模块(1)，其特征在于，在所述壳体组件(10)中集成有安置区域(16)，所述模块组件(12)能够安置在所述安置区域(16)处，其中所述安置区域(16)优选与所述壳体组件(10)一件式地构成。
7.根据权利要求6所述的电池模块(1)，其特征在于，所述安置区域(16)设置用于安置至少两个不同的模块组件(12)。
8.根据上述权利要求中任一项所述的电池模块(1)，其特征在于，在所述壳体组件(10)中集成有用于将所述电池模块(1)安装在牵引电池(20)的壳体(22)中的安装区域(18)，其中所述安装区域(18)优选设置在所述壳体组件(10)的下侧(10c)上。
9.一种包括壳体(22)的牵引电池(20)，其中根据上述权利要求中任一项所述的至少两个电池模块(1)安装在所述壳体(22)中。
10.根据权利要求9所述的牵引电池(20)，其特征在于，在第一电池模块(1)中容纳有至少一个电芯，并且在第二电池模块中容纳有功率电子装置、电池控制装置、空气调节系统和/或布线。
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