CN113424358A - 电池模块和包括至少一个这种模块的电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池模块(1)，其包括安装在容器(3)中的柱状元件形式的多个单独的蓄电池(2)。电池模块(1)的特征在于，容器(3)包括：‑至少一个支撑体(4)，其限定多个细长壳体，每个细长壳体接纳成排(Ri)的电池元件(2)，‑第一楔入元件(6)，其呈包括纵向构件和阶梯部的梯状或框状形式的穿孔部件，布置成使得每个电池元件(2)至少在细长壳体的纵向(DL)上相对于第一楔入元件(6)固定就位，‑至少一个第二楔入元件(7)，其安装在细长外壳上方并且布置成将第一楔入元件(6)朝向细长壳体的底部推动并且使第一楔入元件与成对的第一楔入元件所包围的电池元件(2)相抵靠。

Description

电池模块和包括至少一个这种模块的电池

技术领域

本发明涉及电能储存领域，更具体涉及包括多个单独的蓄电池的电池，特别是用于机动车辆的电池，并且本发明的主题是电池模块和包括至少一个这种模块的电池。

背景技术

目前许多电池，特别是具有极长续航(autonomy)和高功率的电池，特别是内燃机车辆、混合动力车辆和电动车辆上的电池，由大量单独的电池元件(基本蓄电池)组成，特别是锂离子或锂聚合物类型的电池元件。

作为标准，这些元件中的每一个是密封和电绝缘的柱体形式，在该元件的相反两端处或在一端处设置有连接端子。为了在组装状态下保持固定，这些元件通常通过粘合剂粘合或者树脂粘合以块或组的形式在一个或多个台上连接在一起。

然而，这种利用粘合剂材料保持在一起的组件显示出缺点。

因此，当元件的数量较大时，元件的过热(由于短路或故障)可能会通过污染和由限制所导致的放大而损坏整个电池。此外，通过自然通风对这种组的内部元件进行温度控制(如果不是不可能的话)也是有问题的。此外，在组的一个元件发生故障的情况下，必须对整个组进行更换。最后，材料组件在苛刻的气候条件下和/或在剧烈的振动环境中随时间的完整性是有问题的，并且组件的产品质量可能存在疑问和变化。

为了试图克服这些缺点，已经提出了在保护壳中将元件机械连结在一起的装置。

然而，通常来说，这些已知的解决方案采用大量单独的保持部件，需要坚固并且能够承受内部应力的外壳，包含繁琐的组装操作，和/或并不旨在设计成对所有元件进行有效热控制，或者并不旨在在元件中的仅一个发生故障时保护大多数元件。

因此，由本发明提出的问题包括：首先，提供一种简单的电池实施例，在该实施例中，在元件彼此之间没有材料连接或粘合的情况下，元件单独并且牢固保持就位，并且如果在元件中的一个发生故障时，元件可以有利地得到保护，特别是仅利用机械装置的帮助。

此外，与已知解决方案相比，在没有更复杂的设计并且不需要强制通风的情况下，所提出的实施例应当提供改进的热控制。

最后，所提出的实施例应当能够易于适应可变的尺寸和功率的电池形式，并且易于制造，并且无论最终的电池形式如何，优选在两个连续的聚集阶段中，具有相同的基本部件和类似的组装过程。

发明内容

通过本发明，至少上述主要问题借助于一种电池模块，特别是机动车辆电池模块得以解决，该电池模块包括多个单独的蓄电池，该蓄电池为细长形状(有利地为柱状形状)、优选具有圆形截面的电池元件或电池单元的形式，这些电池元件彼此电连接并且与模块的连接端子电连接，并且安装在形成所述模块的一部分的容器中，

所述电池模块的特征在于，所述容器包括：

-至少一个支撑体，其限定多个相互平行的细长壳体，该细长壳体构造成槽部或通道的形式，每个槽部或通道用于接纳成排的电池元件，该电池元件的纵轴与相关壳体的底部垂直，

-第一楔入元件，其呈包括侧构件和横向构件的梯状或框状的穿孔部件的形式，第一楔入元件布置成抵靠并且位于成排的电池元件与接纳成排的电池元件的细长壳体的两个侧壁中的每一个之间，其中，每个横向构件位于与所述横向构件接触的两个相邻电池元件之间，使得每个电池元件相对于所述第一楔入元件至少在电池元件的细长壳体的纵向上固定就位，

-至少一个第二楔入元件，其安装在细长壳体上方并且具有在压力作用下与第一楔入元件接合的突起部，以便将第一楔入元件朝向所述细长壳体的底部推动并且使第一楔入元件与成对的第一楔入元件所框定的电池元件相抵靠。

附图说明

通过以下描述将更好理解本发明，以下描述涉及通过非限制性示例的方式给出优选实施例并且通过参照所附示意图对优选实施例进行解释，其中：

[图1]是根据本发明的电池模块的透视图；

[图2]是根据本发明的第一实施例的电池的局部分解图，包括如图1所示的单个电池模块；

[图3]是图2中的电池在连结在一起的状态下的透视图；

[图4]是如图2和图3所示的根据本发明并且根据第一实施例的电池的各种组成元件的分解透视图(为了清楚起见，仅示出了电池元件的一块)；

[图5]是图3所示的电池在与电池元件的接收壳体的纵向垂直的平面上的截断截面图；

[图6]是根据本发明的电池元件的块的透视图，该电池元件的块还可以在图4中观察到；

[图7]是形成根据本发明的电池模块的容器的一部分的支撑体的截面图；

[图8A]和[图8B]是形成根据本发明的模块的一部分的第一楔入元件或装置在两个不同方向上的透视图；

[图8C]是如图8A和图8B中所示的第一楔入元件的局部顶视图；

[图9]是形成根据本发明的模块的一部分的第二楔入元件或装置的透视图；

[图10]是类似于图5中的模块的截面图，该模块仅部分组装，配备有温度控制装置但不具有第二楔入元件；

[图11A]是在第二楔入装置或元件的装配期间从图10中的截面图截取的不同比例的局部细节图；

[图11B]是在装配第二楔入元件后与图11A中的视图相同的视图；

[图12]是图10中的部分组装的电池模块的不同比例的局部顶视图；

[图13]是如图11A和11B所示的电池模块的底壁和下端的不同比例的细节图；

[图14A]是包含根据本发明的两个电池模块的电池的第二实施例的透视图，该两个电池模块通过各自的底壁接合在一起；

[图14B]是以不同角度观察并且其中盖部已经移除的图14A所示的电池的透视图；

[图15A]是图14A所示电池在与接收电池元件的细长壳体的纵向垂直的平面上的局部截面图；

[图15B]是根据另一实施例的根据图14A的电池的两个电池模块在与图15A中的平截面类似的平截面上的截面图；

[图16]是包括根据本发明的多个电池模块的电池的第三实施例的透视图，该电池处于组装过程中；以及

[图17]是图16中的电池的局部截面图。

具体实施方式

图1、图2、图4、图5、图10、图11、图14至图17均在一些情况下仅部分示出了电池模块1，特别是机动车辆电池模块，该电池模块包括多个单独的蓄电池2，该蓄电池为细长形状、有利地为柱状形状、优选具有圆形截面的电池元件或电池单元的形式，这些电池元件2电连接在一起并且与模块1的连接端子1'相连接，并且安装在形成所述模块1的一部分的容器3中。

根据本发明，所述容器3包括：

-至少一个支撑体4，该支撑体4限定多个相互平行的细长壳体5，细长壳体5构造成槽部或通道的形式，每个槽部或每个通道用于接纳成排Ri的电池元件2，该电池元件2的纵轴线AL与相关壳体5的底部5'垂直，

-第一楔入元件6，其呈包括侧构件6'和横向构件6”的梯状或框状的穿孔部件的形式，第一楔入元件6布置成抵靠并且位于成排Ri的电池元件2与接纳成排Ri的电池元件2的细长壳体5的两个侧壁5”中的每一个之间，其中，每个横向构件6”位于与其接触的两个相邻电池元件2之间，使得每个电池元件2相对于所述第一楔入元件6至少在电池元件2的细长壳体5的纵向DL上固定就位，

-至少一个第二楔入元件7，其安装在细长壳体5上方并且具有在压力作用下与第一楔入元件6接合的突起部7'，以便将第一楔入元件6朝向所述细长壳体5的底部5'推动并且使第一楔入元件6与成对的第一楔入元件6所框定的电池元件2相抵靠。

因此，通过提供具有梳状截面的成型支撑体4，虽然将多个电池元件2保持组合在一起(高功率密度)，但是通过支撑体4的分隔壁5”以分段成多个排Ri的方式对多个电池元件2进行储存，因此允许多个电池元件2牢固保持就位、在物理和电气上分离(多个排Ri的相互隔离)并且受到有效热控制(产生空气循环间隙的元件2的个性化布置和保持)。

由第一楔入装置6提供的在支撑体4的槽部5中对电池元件2进行精确和单独的保持允许沿多个排Ri以及每排的元件2的周围并且可能在每排的元件2之间形成和维持空气循环间隙。

特别如图4、图6、图8和图12所示，同一排Ri的电池元件2有利地被限制在至少一对梯部6之间，每个元件2优选楔入在四个横向构件6”和四个侧构件部分6'之间，每个侧构件部分将上述四个横向构件6”中(同一个梯部6的)两个横向构件6”连接在一起(在顶部或底部处)。

因此，每对梯部6被示出为以分层的方式位于成型壳体5中(即，每对梯部6的侧构件6'与相关壳体5的纵向DL平行)，并且设置有用于以楔入方式接纳电池元件2的单独的穿孔凹部。每个梯部6可以沿壳体5的整个长度延伸，或者优选仅沿壳体5的整个的一部分延伸。

优选具有表面延伸部的一个或多个第二楔入元件7有助于促进作为一方面的穿孔部件6(形成第一楔入元件6并且以成对的方式将电池元件2框定在第一楔入元件之间)与作为另一方面的夹在穿孔部件6彼此间的元件2之间的相互作用。这个/这些第二楔入元件7还通过第一楔入元件6并通过作用于第一楔入元件6完成将所述元件2锁定就位在空间中。

另外，考虑到这个/这些第二楔入元件7的形状和位置，这个/这些第二楔入元件7自然也有助于将梯部6和电池元件2保持在支撑体4中，该支撑体4将梯部6和电池元件2框定和限制在成型壳体5中。

一个或每个第二楔入元件7可以直接固定至支撑体4上或者通过盖部23在压力作用下保持并抵靠在支撑体4上，或者通过上述两种方式。

通过与第一楔入元件6类似的方式，一个或多个第二楔入元件7同样有利地具有允许空气在容器3中自由循环的穿孔形状。另外，通过朝向电池元件2推动第一楔入元件6，一个或多个第二楔入元件7保持所述电池元件2和楔入元件6远离侧壁5”(远离至少壁5”的在自由边缘处在上部)。

优选地，支撑体4由具有梳形截面的成型部件组成，该支撑体4包括多个平行的间隔壁5”，该间隔壁5”彼此规则间隔并且与共同底壁8形成细长壳体5(特别如图4、图5和图7所示)。

因此，特别是当电池元件2通过第一楔入元件6彼此保持较小距离时(例如，参见图8和图12，通过提供具有弯曲接触区域9、9'的楔形形式的突起部9”)，简单对准布置并且各自具有柱状形状的电池元件2的整个侧表面暴露于由支撑体4控制的循环气流。

除了在多个方向(两个轴和一个半轴)上将电池元件2锁定就位之外，梳形截面的支撑体4还与支撑体4的两个外侧壁和底壁形成保护壳。

根据本发明的一个特征(特别在图1、图2、图5和图10至图12中可以观察到)，每个电池元件2在与其纵轴线AL垂直的平面中，通过与两对横向构件6”至少线接触，优选地面接触而在两个第一楔入元件6之间保持就位，每对横向构件属于所述上述第一楔入元件6中的一个，所述横向构件6”有利地构造和布置成使得，每个电池元件2一方面与接纳该电池元件的壳体5的两个相反侧壁5”相距一定距离(间隔开)，并且另一方面与相邻电池元件2相距一定距离(间隔开)而固定就位，上述两个一定距离具有各自的确定间距(上述一方面与另一方面分别间隔开各自的确定间距)。

有利地，每个横向构件6”沿其长度的至少一部分上连续或不连续地具有至少一对倾斜、平坦或弯曲的接触面9、9'，该对接触面旨在与成排Ri的两个相邻的电池元件2接触。

斜面9、9'例如可以由上突起部和下突起部9”的倾斜面形成，该上突起部和下突起部9”与横向构件6”成一体并且形成楔入件或者渐缩形的止档块等，在模块1的连结在一起的状态下，该上突起部和下突起部9”定位在两个电池元件2之间。

根据本发明的一个非常有利的特征，特别是在图5、图6、图10、图11和图12中所示的，上侧部件和下侧部件6'的位于第一楔入元件6的连续横向部件6”之间的那些部分在合适情况下经由带肋边缘与柱形电池元件2的上端2'和下端2”(在合适情况下以压力和/或弹性变形的方式)接合，所述电池元件2与彼此之间限制有所述电池元件2的两个第一楔入元件6一起形成块形式的电池子模块10。

这些块10在作为组而装配在支撑体4的壳体5中之前形成预组装的模块化组件。

在这些例如每个包括4个或8个电池元件2的块2”中，元件2可以以相同或不相同的方式定向(例如这些元件2的每一半都可以具有与另一半定向相反的自身定向)。

因此，每个电池元件2保持在两个相对的第一楔入元件6的两个相对框架中，该两个相对框架中的每个由两个横向构件6”和两个上侧构件部分和下侧构件部分6'围合(图6)。

因此，每对相互相对第一楔入部件6形成笼架，该笼架对接纳在相关成型壳体5中的成排Ri的电池元件2的至少一部分进行限制。因此，成排元件2的排列被这些成对的相对部件6分割或者细分为模块化结构和功能单元，每个单元包含数个元件(例如4个、8个或12个)。

如图1、图2、图4、图5、图9、图14和图15特别所示，一个或每个第二楔入元件7的突起部7'在细长壳体5的侧壁5”上方成排延伸，该突起部7'具有倒角或者斜面7”，并且每个突起部7'与位于相关侧壁5”的任一侧的两个第一楔入元件6的上侧构件6'接合。

施加在第二楔入元件7上的压力对于给定模块1优选是唯一的，因此将相关两个第一楔入元件移动成彼此分开并且远离将第一楔入元件分离的壁5”。

侧构件6'有利地具有与所述突起部7'配合的互补部位11，以便还实现在所述第一楔入元件6和第二楔入元件7之间沿细长壳体5的纵向DL的固定(并且因此还在所述方向DL上将电池元件2锁定就位)。

有利地，一个或每个第二楔入元件7由在网格的相交处具有突起部7'的网格板组成，这些突起部7'有利地具有圆锥形或者截头圆锥形形状，并且因此第一楔入构件6的侧构件6'的互补部位11由部分圆形切口组成，部分圆形切口优选地均位于面向横向构件6”的位置(图1、图5、图6、图11和图12)。

形成第二楔入元件7的一个或多个穿孔板还可以具有钉或凸刺形式的第二构造7”'，该第二构造7”'可以用作第一突起部7'的插入止档件和/或用作涉及在互补部位中互锁的固定装置和/或用作用于形成与下导电带14互补的上连接装置14'的板、带或端子的定位止档件。

根据对本发明有益的设计特征，加强和加固了支撑体4并且有助于将电池元件2楔入在壳体5中，可以规定，细长壳体5的侧壁5”的与支撑体4的底壁8相连接的基部在横截面中具有沿共同底壁8的方向扩张的形状，由此形成具有斜面12'(即，相对于壳体5的底部5'倾斜的表面)的连结区域12，并且在一个或多个第二楔入元件7的突起部7'的压力作用下并且如果在合适情况下在下侧构件6'所限制或者框定的电池元件2的重量作用下的情况下，第一楔入元件6的下侧构件6'承靠在斜面12'上，并且因此将下侧构件6'朝向所述电池元件2推动(图5、图7、图10、图11和图13)。

下侧构件6'有利地具有与壳体5的底部5'的斜面12'相反的斜面(图11A和图11B)，以便与连结区域12最佳地配合。

此外，尽管存在制造公差，特别是在电池元件2的纵轴线AL的方向上，但为了同时确保以隔离的方式或者在块10中牢固锁定就位，并且同时确保这些元件2之间的必要电连接，本发明有利提供了电池元件2经由弹性可压缩材料的柔性带13承靠在接纳电池元件2壳体5的底部5'上，该柔性带是良好热导体并且优选为电绝缘体，每个柔性带13在相关壳体5的至少一部分上延伸。此外，形成用于将电池元件2电连接在一起的装置14'的一部分的导电线或带14以与电池元件2和柔性带13集成或不集成的方式布置在所述电池元件2和所述柔性带13之间(图4、图5、图11、图13和图15)。

尽管任何制造和/或组装存在差异，但形成柔性带13的材料的弹性可压缩性使得能够确保模块1的所有电池元件2固定，并且在振动情况下避免硬冲击和产生噪声。

根据本发明的另一个方面，涉及温度控制的问题，对支撑体4的不同细长壳体5的底部5'进行限定的至少共同底壁8以及优选的细长壳体5的侧壁5”由良好热导体材料制成，每个细长壳体5在底部5'处具有对成型突出表面进行限定的结构15，该成型突出表面用作用于支撑相关壳体5中接纳的电池元件2的支撑基部，有利地经由可压缩带13、14(分别为电绝缘的和导电的，并且均为导热的)支撑相关壳体5中接纳的电池元件2的支撑基部(可压缩带中至少一个为电绝缘的并且至少另一个为导电的，并且所述可压缩带均为导热的)。

优选地，成型支撑体4完全由良好的导热材料(有利地为金属材料，优选为铝或铝合金)制成并且一体(例如，以挤出部件的形式呈一体)。有利地，第一楔入元件6和一个或多个第二楔入元件7由塑料材料注塑成型的部件组成。

通过适合的装置对支撑体4和电池元件2的温度控制可以以不同的方式进行，例如，通过珀尔帖效应、通过暴露于温度控制的强制气流等。

然而，根据一个有效、经济并且易于结构集成的实施例，有利地规定了在适当的情况下形成共同底壁15的支撑体4的不同细长壳体5的底部5'经受热控制装置16(例如，涉及传热流体16'的循环的类型)的作用，该热控制装置16附接至模块1的支撑体4(这是因为热控制装置16属于一个模块1或在两个模块1之间共享)，或者热控制装置16通过与模块1接触、固定至模块1或者与模块1配合而与所述模块1相关联(这是因为热控制装置16属于若干模块1共用的热控制装置组)。

在车载电池的情况下，这种热控制装置16还可以易于与车辆的流体循环回路相连接。

为了对壁5”与通过自然(或强制)对流循环的空气之间的热控制效果的传递进行促进和优化，还可以规定在细长壳体5的侧壁5”的两个相反面上具有例如肋/槽部或者成型起伏的图案的非平坦表面结构17。

在电池元件2沿其纵轴线AL的热传导表现出明显高于沿其径向的热传导(至少5倍，或者优选至少10倍)的情况下，上述不同的技术规定使得能够实现优化的热控制，这与圆柱形或至少椭圆形形状相关联。

具体地，电池元件2在带13、14(带13例如由填充的硅酮制成，并且带或线14为金属的)上和底壁8上的支承，这些部件均可导热，这允许了在壳体5的底部5'处通过传导实现良好的热传递。

另外，即使当块10或成排Ri的相邻元件2接触时(最大占用密度)，电池元件2由于柱形外部形状而具有向模块1内部的自然空气的循环完全露出的外侧表面。然而，两个相邻元件2之间自由间隔(甚至是窄槽(例如，宽度至多等于1mm))的固定都可以有利便于所述元件2周围的空气循环，从而通过自然体积空气循环对元件2进行热控制，而不损害模块1的能量存储密度。

此外，一方面呈具有横梁的梯状或框状形式的第一楔入元件6的横向构件6”的穿孔结构，并且另一方面形成第二楔入元件7的板的形式的穿孔结构，以及分隔壁5”的高度小于块10的高度，这些因素促进包含一个或多个电池模块1的电池22中的空气自然对流循环。

另外，通过将形成模块1的电池元件2组细分为若干级，通过将电池元件2组单独暴露于导电侧壁5”和导电底壁8的温度控制作用，在电池元件2组的最核心部位受到温度控制的效果影响，即，控制直接转置在形成模块1的电池元件2组的内部。

所述带或线14是以将相邻元件2连接在一起的一组下杆14和上杆14'的形式将不同元件2电互连的设备的有利部分，以便将元件2并联连接，同一排Ri中的这些并联元件组2本身串联连接或者并联/串联连接(参见图4、图6、图14B中的元件2的布置和互连)。该一组连接杆14、14'本身与电池模块1的电连接装置1'相连接(参见图4和图5)。

更具体地，模块1的电池元件2的电连接例如可以有利地以三个不同等级来组织，这特别取决于给定模块1所设计的期望电压/电流比(元件2的总数、支撑体4的壳体5的长度和数量)。

因此，可以在块10的元件2的队列的电池元件2之间实现第一级电连接：根据所需特性，该电池元件2可以是并联、并联/串联或者串联类型。

第二级电连接可以在以对准和楔入的方式安装在支撑体4的细长壳体5中的元件2的排Ri的相邻或非相邻的块10之间实现。

最后，第三级电连接可以包括：将不同的排Ri连接在一起并且连接至公共连接器1'，以用于与相关模块1的外部进行接口和连接。

如附图中特别所示，通过下导电带或线14和上导电带14'的组合，在块10的元件2之间、在构成排Ri的块10之间以及在模块1的排Ri之间实现这些电连接，一起形成连接至元件2的下端子和上端子的结构化电连接网络。

根据特别在图2至图5以及图10中示出的本发明的紧凑并且有效的优选设计变型，属于所述模块1的热控制装置16包括优选由绝缘体或者至少不良热导体的材料制成的壁18，该壁18附接至支撑体4的共同底壁8的外部面，并且通过与外部面配合来形成密封双层底19，用于将传热液体16'供给至双层底19的内部容积中并且将该传热液体从该内部容积中排出的装置20、20'与所述附接壁18为一体，或者通过与支撑体4的共同底壁8连结而形成。

有利地，双层底19的内部容积包括使传热流体16'在入口20和出口20'之间循环的一个或多个路径，该一个/多个路径或者仅由与双层底19的附接壁18为一体的结构18'形成，或者由分别存在于共同底壁8和附接壁18上的相互互补结构的配合形成。

循环路径可以特别包括在端口20和20'的延续部中横向形成的主循环管道20”；以及可选的横向辅助循环路径或路线(未具体示出)，流体也能够通过双层底19的整个容积进行循环，该双层底19可以横向分隔或者可以不横向分隔。

为了允许容易并且牢固的组装，可以规定成型支撑体4沿共同底壁8的横向侧具有向外突出的唇缘21，并且与共同底壁8形成双层底19的附接壁18在所述唇缘21处例如通过夹紧紧固装置21'、通过螺纹装置或者通过类似的机械组装装置固定至所述支撑体4。

如图2至图5和图14至图17所示，本发明还涉及一种用于机动车辆的电池22，特别是用于混合动力或电动机动车辆，该电池22的特征在于包括至少一个如上所述的电池模块1。

从上述附图可以观察到，电池22可以根据预期用途(从电池、主能源、备用电池等)和所需功率和/或能量而适于多种形式(尺寸、功率)。

根据如图2至图5所示的本发明的第一实施例，电池22可以包括优选设置有热控制装置的单个电池模块1，以及有利地为穿孔的并且优选由诸如塑料等电绝缘材料制成的盖部23，该盖部的壁形成U形并且构造成覆盖模块1的支撑体4的细长壳体5的敞开面，以便与容器3形成将电池元件2以机械锁定的方式保持就位的连续的外部壳体和封闭外壳。

盖部23可以特别固定至支撑体4的外侧壁的加强唇缘或突出端部凸缘4'。

该盖部23可以制成一体或者由多个连结在一起的组成部分形成。

通过例如在支撑体4的侧向凸缘或上唇缘处的螺纹连接或夹紧紧固来固定的盖部23可以涉及将第二楔入元件7在块10上锁定就位，例如通过变形或者凹进区域23'的方式，该凹进区域23'通过在与提供倾斜面7”的突起部7'的锥形端部相反的凹入端部处与突起部7'配合而接合。

根据如图14和图15所示的本发明的第二实施例，电池22还可以包括两个电池模块1，该两个电池模块1在各自的底壁8以间隔的方式彼此面对的情况下连结在一起，并且在该两个电池模块1之间形成用于传热流体16'循环的容积19'，从而形成具有入口20和出口20'的共同的热控制装置16并且有利地形成两个盖部23，该两个盖部23中的每个盖部的壁形成U形并且构造成覆盖两个支撑体1中的一个的细长壳体5的敞开面，以便与两个容器3形成电池元件2以锁定的方式保持就位的两个封闭并排的外壳。

最后，根据在图16和图17中部分示出的本发明的第三实施例，电池22可以包括至少两个(优选为若干个)电池模块1，该电池模块1布置在形成托盘24的第一箱部中，并且具有用于所述模块1的接纳位置25，所述位置25中的每一个具有热控制装置16，该热控制装置16为与模块1的支撑体4的底壁8形成双层底的凹进壁部分的形式，或者为电池模块1的支撑体4的温度受控的底壁8的支撑表面的形式，提供形成盖部24'的第二箱部，以通过与上述第一部分24配合来产生封闭箱体。

在托盘24并且如果在合适的情况下在箱体的盖部24'中为一体的热控制装置可以例如对应于以本申请人的名义的法国专利申请No.1853129、No.1853131以及No.1856167中更详细描述和示出的控制装置。

本发明还涉及一种用于制造如上所述的电池模块1的方法，该方法的特征在于：主要包括通过将多个电池元件2限制在设置有横向构件6”的框架形式的两个第一楔入元件6之间来形成电池子模块10；将这些子模块10装配在具有梳状截面的成型支撑体4的不同细长壳体5中，有利地，将弹性可压缩的导电带13、14插入在壳体5的底部5'处；装配用于将不同电池元件2电连接的互补装置；将至少一个第二楔入元件7附接在细长壳体5上方，该至少一个第二楔入元件7与第一楔入元件6接合并使子模块10在壳体5中锁定就位，优选地由于所述第二楔入元件7固定至支撑体4和/或至少部分覆盖所述支撑体4的盖23的支承的缘故而使子模块10在壳体5中锁定就位。

最后，本发明还涉及一种用于制造如上所述的电池22的方法。

该方法的特征在于包括通过有利地实施生产电池模块的方法来生产一个或多个电池模块(1)，然后，根据所得到的电池22的期望类型，执行以下三组连续操作a)、b)和c)中的一组：

-a)将热控制装置16附接至模块1的支撑体4的底壁8并且利用盖部23对该模块1的容器3进行封闭，该盖部的壁形成U形并且构造成覆盖所述容器3的壳体5的敞开面；

-b)通过两个模块1各自的支撑体4的底壁8将两个模块1连结在一起，产生共同的热控制装置16，并且利用盖部23封闭两个容器3中的每一个，该盖部23的壁形成U形并且构造成在各个情况下覆盖相关模块1的容器3的壳体5的敞开面；

-c)将多个模块1布置在形成托盘的第一箱部24中，多个模块1中的每一个在专用接纳位置25中，该专用接纳位置具有用于相关模块1的支撑体4的温度受控的底壁8的支撑表面的形式的热控制装置16，或者具有通过与相关模块1的支撑体4的底壁8配合而形成双层底的凹进壁部分，所述双层底与在托盘24中为一体的用于传热流体16'循环的装置相连接，可选地，建立各种模块彼此之间的电连接以及与电池22的连接装置的电连接，并且最后，将形成盖部的第二箱部24'装配和连结至托盘24，两个部分24、24'通过配合形成封闭箱体。

当然，本发明并不限于附图中所描述和示出的实施例。在不脱离本发明的保护范围的情况下，特别是关于各种元件的组成或通过等同技术的替代，仍然可以进行修改。

Claims (22)

1.一种电池模块(1)，特别是机动车辆电池模块，所述电池模块包括多个单独的蓄电池(2)，所述蓄电池(2)为细长形状、有利对为柱状形状，优选具有圆形截面的电池元件或电池单元的形式，这些电池元件(2)电连接在一起并且与所述模块(1)的连接端子(1')电连接，并且安装在形成所述模块(1)的一部分的容器(3)中，

所述电池模块(1)的特征在于，所述容器(3)包括：

-至少一个支撑体(4)，其限定多个相互平行的细长壳体(5)，所述细长壳体(5)构造成槽部或通道的形式，所述槽部或者所述通道中的每一个用于接纳成排(Ri)的电池元件(2)，所述电池元件(2)的纵轴线(AL)与相关所述壳体(5)的底部(5')垂直，

-第一楔入元件(6)，其呈包括侧构件(6')和横向构件(6”)的梯状或框状的穿孔部件的形式，所述第一楔入元件(6)布置成抵靠并且位于成排(Ri)的所述电池元件(2)与接纳成排(Ri)的所述电池元件(2)的所述细长壳体(5)的两个侧壁(5”)中的每一个之间，其中，每个横向构件(6”)位于与所述横向构件(6”)接触的两个相邻电池元件(2)之间，使得每个电池元件(2)相对于所述第一楔入元件(6)至少在电池元件(2)的细长壳体(5)的所述纵向(DL)上固定就位，

-至少一个第二楔入元件(7)，其安装在所述细长壳体(5)上方并且具有在压力作用下与所述第一楔入元件(6)接合的突起部(7')，以便将所述第一楔入元件(6)朝向所述细长壳体(5)的所述底部(5')推动并且使所述第一楔入元件(6)与成对的第一楔入元件(6)所框定的电池元件(2)相抵靠。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述支撑体(4)由具有梳形截面的成型部件组成，所述成型部件包括多个平行分隔壁(5”)，所述多个平行分隔壁彼此规则间隔并且与共同底壁(8)一起形成所述细长壳体(5)。

3.根据权利要求1或2所述的电池模块，其特征在于，每个电池元件(2)在与其纵轴线(AL)垂直的平面中，通过与两对横向构件(6”)至少为线接触，优选地面接触而在两个第一楔入元件(6)之间保持就位，每对横向构件属于所述上述第一楔入元件(6)中的一个，所述横向构件(6”)有利地构造和布置成使得，每个电池元件(2)一方面与接纳所述电池元件的所述壳体(5)的两个相反侧壁(5”)间隔开，并且另一方面与所述相邻电池元件(2)间隔开而固定就位，上述一方面与另一方面分别间隔开各自的确定间距。

4.根据权利要求3所述的电池模块，其特征在于，每个横向构件(6”)沿其长度的至少一部分上连续或不连续地具有至少一对倾斜、平坦或弯曲的接触面(9、9')，该一对接触面旨在与成排(Ri)的两个相邻的电池元件(2)接触。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池模块，其特征在于，上侧部件和下侧部件(6')的位于所述第一楔入元件(6)的所述连续横向部件(6”)之间的那些部分在合适情况下经由带肋边缘与柱形电池元件(2)的所述上端(2')和下端(2”)在合适的情况下以压力和/或弹性变形的方式接合，所述电池元件(2)与彼此之间限制有所述电池元件(2)的所述两个第一楔入元件(6)一起形成块形式的电池子模块(10)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电池模块，其特征在于，所述第二楔入部件(7)中一个或每个的所述突起部(7')在所述细长壳体(5)的所述侧壁(5”)上方成排延伸，所述突起部(7')具有倒角或者斜面(7”)，并且每个突起部(7')与位于相关侧壁(5”)的任一侧的两个第一楔入部件(6)的所述上侧构件(6')接合，这些所述侧构件(6')有利具有与所述突起部(7')配合的互补部位(11)，以便还实现在所述第一楔入元件(6)和第二楔入元件(7)之间沿所述细长壳体(5)的所述纵向(DL)的固定。

7.根据权利要求6所述的电池模块，其特征在于，所述第二楔入元件(7)中一个或每个由在网格的相交处具有突起部(7')的网格板组成，这些所述突起部(7')有利具有圆锥形或者截头圆锥形形状，并且因此所述第一楔入构件(6)的所述侧构件(6')的所述互补部位(11)由部分圆形切口组成，所述部分圆形切口优选地均位于面向横向构件(6”)的位置。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电池模块，其特征在于，所述细长壳体(5)的所述侧壁(5”)的与所述支撑体(4)的所述底壁(8)相连接的基部在横截面中具有沿共同底壁(8)的方向扩张的形状，由此形成具有斜面(12')的连结区域(12)，所述斜面(12')即相对于所述壳体(5)的所述底部(5')倾斜的表面，并且在所述一个或多个第二楔入元件(7)的所述突起部(7')的压力作用下并且如果在合适情况下在所述下侧构件(6')所限制或者框定的电池元件(2)的重量作用下的情况下，所述第一楔入元件(6)的所述下侧构件(6')承靠在所述斜面(12')上，并且因此将所述下侧构件(6')朝向所述电池元件(2)推动。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电池模块，其特征在于，所述电池元件(2)经由弹性可压缩材料的柔性带(13)承靠在接纳所述电池元件(2)的所述壳体5的所述底部(5')上，所述柔性带是良好热导体并且优选为电绝缘体，每个柔性带(13)在相关所述壳体(5)的至少一部分上延伸，形成用于将所述电池元件(2)电连接在一起的装置(14')的一部分的导电线或带(14)以与所述电池元件(2)和所述柔性带(13)集成或不集成的方式布置在所述电池元件(2)和所述柔性带(13)之间。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的电池模块，其特征在于，对所述支撑体(4)的所述不同细长壳体(5)的所述底部(5')进行限定的至少所述共同底壁(8)以及优选的所述细长壳体(5)的所述侧壁(5”)由良好热导体材料制成，每个细长壳体(5)在所述底部(5')处具有对成型突出表面进行限定的结构(15)，所述成型突出表面用作用于支撑相关壳体(5)中接纳的所述电池元件(2)的支撑基部，有利地经由可压缩带(13、14)支撑相关壳体(5)中接纳的所述电池元件(2)的支撑基部，所述可压缩带(13、14)中至少一个为电绝缘的并且至少另一个为导电的，并且所述可压缩带(13、14)均为导热的。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的电池模块，其特征在于，所述成型支撑体(4)完全由良好的导热材料，有利地为金属材料，优选为铝或铝合金制成并且例如以挤出部件的形式呈一体，并且所述第一楔入元件(6)和所述一个或多个第二楔入元件(7)由塑料材料注塑成型的部件组成。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的电池模块，其特征在于，在适当的情况下形成共同底壁(15)的所述支撑体(4)的所述不同细长壳体(5)的所述底部(5')经受例如涉及传热流体(16')的循环的类型的热控制装置(16)的作用，所述热控制装置(16)因为属于一个模块(1)或在两个模块(1)之间共享而附接至所述模块(1)的所述支撑体(4)，或者所述热控制装置(16)因为属于若干模块(1)共用的热控制装置组而通过与所述模块(1)接触、固定至所述模块(1)或者与所述模块(1)配合而与所述模块(1)相关联。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的电池模块，其特征在于，所述细长壳体(5)的侧壁(5”)的两个相反面上具有例如肋/槽部或者成型起伏的图案的非平坦表面结构(17)。

14.根据权利要求12所述的电池模块，其特征在于，属于所述模块(1)的所述热控制装置(16)包括优选由绝缘体或者至少不良热导体的材料制成的壁(18)，所述壁(18)附接至所述支撑体(4)的所述共同底壁(8)的外部面，并且通过与所述外部面配合来形成密封双层底(19)，用于将传热液体(16')供给至所述双层底(19)的内部容积中并且将所述传热液体(16')从所述内部容积中排出的装置(20、20')与所述附接壁(18)为一体，或者通过与所述支撑体(4)的所述共同底壁(8)连结而形成。

15.根据权利要求14所述的电池模块，其特征在于，所述双层底(19)的所述内部容积包括使所述传热流体(16')在入口(20)和出口(20')之间循环的一个或多个路径，所述一个/多个路径或者仅由与所述双层底(19)的所述附接壁(18)为一体的结构(18')形成，或者由分别存在于所述共同底壁(8)和所述附接壁(18)上的相互互补结构的配合形成。

16.根据权利要求14或15所述的电池模块，其特征在于，所述成型支撑体(4)沿所述共同底壁(8)的横向侧具有向外突出的唇缘(21)，并且与所述共同底壁(8)形成所述双层底(19)的所述附接壁(18)在所述唇缘(21)处例如通过夹紧紧固装置(21')、通过螺纹装置或者通过类似的机械组装装置固定至所述支撑体(4)。

17.一种用于机动车辆、特别是用于混合动力或者电动车辆的电池(22)，其特征在于，所述电池包括至少一个根据权利要求1至16中任一项所述的电池模块(1)。

18.根据权利要求17所述的电池，其特征在于，所述电池包括优选设置有根据权利要求14至16中的一项所述的热控制装置的单个电池模块(1)，以及有利地为穿孔的并且优选由诸如塑料等电绝缘材料制成的盖部(23)，所述盖部的壁形成U形并且构造成覆盖所述模块(1)的所述支撑体(4)的所述细长壳体(5)的敞开面，以便与所述容器(3)形成将所述电池元件(2)以机械锁定的方式保持就位的连续的外部壳体和封闭外壳。

19.根据权利要求17所述的电池，其特征在于，所述电池包括两个电池模块(1)，所述两个电池模块(1)在各自的底壁(8)以间隔的方式彼此面对的情况下连结在一起，并且在所述两个电池模块(1)之间形成用于传热流体(16')循环的容积(19')，从而形成具有入口和出口(20、20')的共同的热控制装置(16)并且有利地形成两个盖部(23)，所述两个盖部(23)中的每个盖部的壁形成U形并且构造成覆盖所述两个支撑体(1)中的一个的所述细长壳体(5)的所述敞开面，以便与所述两个容器(3)形成使所述电池元件(2)以锁定的方式保持就位的两个封闭并排的外壳。

20.根据权利要求17所述的电池，其特征在于，所述电池包括至少两个、优选为若干个的电池模块(1)，所述电池模块(1)布置在形成托盘(24)的第一箱部中，并且具有用于所述模块(1)的接纳位置(25)，所述位置(25)中的每一个具有热控制装置(16)，所述热控制装置(16)为与模块(1)的所述支撑体(4)的所述底壁(8)形成双层底的凹进壁部分的形式，或者为电池模块(1)的所述支撑体(4)的温度受控的底壁(8)的支撑表面的形式，提供形成盖部(24')的第二箱部，以通过与上述第一部分(24)配合来产生封闭箱体。

21.一种用于制造根据权利要求1至11中任一项所述的电池模块的方法，其特征在于：主要包括通过将多个电池元件(2)限制在设置有横向构件(6”)的框架形式的两个第一楔入元件(6)之间来形成电池子模块(10)；将这些子模块(10)装配在具有梳状截面的成型支撑体(4)的所述不同细长壳体(5)中，有利地，将弹性可压缩的导电带(13、14)插入在所述壳体(5)的所述底部(5')处；装配用于将所述不同电池元件(2)电连接的互补装置；将至少一个第二楔入元件(7)附接在所述细长壳体(5)上方，所述至少一个第二楔入元件(7)与第一楔入元件(6)接合并使所述子模块(10)在所述壳体(5)中锁定就位，优选地由于所述第二楔入元件(7)固定至所述支撑体(4)和/或至少部分覆盖所述支撑体(4)的盖部(23)的支承的缘故而利用压力而使所述子模块(10)在所述壳体(5)中锁定就位。

22.一种用于制造根据权利要求17至20中任一项所述的电池(22)的方法，其特征在于，所述方法包括通过有利地实施根据权利要求21所述的方法来制造根据权利要求1至11中任一项所述的一个或多个电池模块(1)，然后，根据所得到的电池(22)的期望类型，执行以下三组连续操作a)、b)和c)中的一组：

-a)将根据权利要求12至16中任一项所述的热控制装置(16)附接至模块(1)的所述支撑体(4)的所述底壁(8)并且利用盖部(23)对所述模块(1)的所述容器(3)进行封闭，所述盖部的所述壁形成U形并且构造成覆盖所述容器(3)的所述壳体(5)的敞开面；

-b)通过两个模块(1)各自的支撑体(4)的所述底壁(8)将两个模块(1)连结在一起，产生共同的热控制装置(16)，并且利用盖部(23)封闭两个容器(3)中的每一个，所述盖部(23)的所述壁形成U形并且构造成在各个情况下覆盖相关所述模块(1)的所述容器(3)的所述壳体(5)的所述敞开面；

-c)将多个模块(1)布置在形成托盘的第一箱部(24)中，多个模块(1)中的每一个在专用接纳位置(25)中，所述专用接纳位置具有用于相关所述模块(1)的所述支撑体(4)的温度受控的所述底壁(8)的支撑表面的形式的热控制装置(16)，或者具有通过与相关所述模块(1)的所述支撑体(4)的所述底壁(8)配合而形成双层底的凹进壁部分，所述双层底与在所述托盘(24)中为一体的用于传热流体(16')循环的装置相连接，可选地，建立各种模块彼此之间的电连接以及与所述电池(22)的所述连接装置的电连接，并且最后，将形成盖部的第二箱部(24')装配和连结至所述托盘(24)，所述两个部分(24、24')通过配合形成封闭箱体。

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