CN113424359B - 电池模块和包括至少一个这种模块的电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电池模块(1),其包括多个安装在容器(3)中布置成平行排的柱形元件形式的单独的蓄电池(2)。所述电池模块(1)的特征在于,所述容器(3)包括:一方面,至少一个支撑体(4),所述支撑体(4)由良好热导体的刚性材料制成,所述支撑体(4)为具有梳形横截面的成型部件的形式,形成细长壳体,每个细长壳体构造成以非装配方式接纳成排的电池元件(2),并且另一方面,至少第一机械楔入装置(8),所述第一机械楔入装置(8)阻止所述元件(2)至少沿接纳元件(2)的壳体的纵向的移动,并且将所述元件2与限定所述壳体的两个分隔壁(5)间隔开。
Description
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,特别是具有极大长续航(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组合在一起,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)可能会通过由污染和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,特别是当电池元件需要单独保持时,需要坚固并且能够承受内部应力的外壳,和/或并不旨在不是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:提供一种简单的电池实施例,与已知的解决方案相比,该实施例提供了比已知解决方案更好的热控制,而不使结构复杂化,也不需要强制通风,并且在其中一个元件发生故障的情况下,将这些元件牢固保持并且得到有利保护。
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。
发明内容
为此,本发明的主题是一种电池模块,特别是机动车辆电池模块,包括多个单独的蓄电池,所述蓄电池为细长形状并且优选为柱形的电池元件或电池单元形式,这些电池元件在纵向上比在径向上表现出更高的热导率,并且布置成平行的排,这些电池元件电连接在一起并且与模块的端子相连接,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:
一方面,至少一个支撑体,其由良好热导体的刚性材料制成,特别是诸如铝或铝合金的金属材料,所述支撑体为具有梳形横截面的成型部件的形式,具有多个相互平行并且彼此规则间隔的分隔壁,以及具有将所述分隔壁连接至所述分隔壁的基部的底壁,每对相邻的所述分隔壁与所述底壁一起限定成型槽,所述成型槽形成细长壳体,所述细长壳体构造成以非装配方式接纳成排的所述电池元件,成排的所述电池元件2的纵轴线与所述底壁垂直并且支承在所述底壁上,并且
另一方面,至少第一机械楔入装置其附接或集成一起,并且对于同一排中的所有电池元件,所述第一机械楔入装置在两个相邻的所述电池元件之间至少部分延伸,以便限制(优选阻止)所述元件至少沿接纳所述元件的所述壳体的纵向的移动,并且将所述元件与两个所述分隔壁间隔开,该两个所述分隔壁限定接纳所述元件的细长壳体。
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]是图1中的模块的透视图,其中移除了第二楔入元件或装置,并且附接了特定的热控制装置;
[图3]是根据本发明的第一实施例的电池的局部分解图,该电池包含如图1所示的单个电池模块;
[图4]是在连结在一起的状态下的图3中的电池的透视图;
[图5]是如图3和图4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6]是图4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7]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5中观察到;
[图8]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9]是形成根据本发明的模块的一部分的楔入装置的第一元件的透视图;
[图10]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11]是示出图2模块的部分安装的类似于图6的截面图,其配备有温度控制装置;
[图12]是在第二楔入装置或元件的装配期间从图11中的截面图截取的不同比例的局部细节图;
[图13]是图11中的部分组装的电池模块的不同比例的局部顶视图;
[图14]是如图1和6所示的电池模块的底壁和下端的不同比例的细节图;
[图15A]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;
[图15B]是以不同角度观察并且其中盖部已经移除的图15A所示的电池的透视图;
[图16A]是图15A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16B]是根据另一实施例的根据图15A的电池的两个电池模块在与图16A中的平截面类似的平截面上的截面图;
[图17]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;并且
[图18]是图17中的电池的局部截面图。
具体实施方式
图1至图3、图5、图11、图12、图14和图16全部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1包括多个单独的蓄电池2,该蓄电池为细长形状并且优选为圆柱形状的电池元件或电池单元形式,这些电池元件2在纵向上比在径向上表现出更高的热导率,并且布置成平行的排Ri,这些电池元件2电连接在一起并且与模块1的端子相连接,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,一方面,容器3包括至少一个支撑体4,该支撑体由良好热导体的刚性材料制成,特别是诸如铝或铝合金的金属材料等,该支撑体4为具有梳形横截面的成型部件的形式,具有多个相互平行并且彼此规则间隔的分隔壁5,以及具有将分隔壁5连接到分隔壁5的基部的底壁6,每对相邻的分隔壁5与底壁6一起限定成型槽7,该成型槽形成细长壳体,该细长壳体构造成以非装配方式接纳成排Ri的电池元件2,该成排Ri的电池元件2的纵轴线AL与底壁6垂直并且支承在底壁6上。
另一方面,容器3还包括至少第一机械楔入装置8,该第一机械楔入装置8附接或集成一起,并且对于同一排Ri中的所有电池元件2,该第一机械楔入装置8在两个相邻的电池元件2之间至少部分延伸,以限制(优选阻止)所述元件2至少沿接纳元件2的壳体7的纵向DL的移动,并将所述元件2与两个分隔壁5间隔开,该两个分隔壁5限定接纳元件2的细长壳体。
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(通过将电池元件2单独暴露于导电侧壁5和底壁6的温度控制作用–该控制直接转置在电池元件2组的内部)。
由第一楔入装置8提供的在支撑体4的槽部中对电池元件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的周围和可能在每排的元件2之间对空气循环间隙9进行构造和维持。
特别是当所述元件通过第一楔入装置8(例如,参见图7和图9,通过提供具有弯曲接触区域的楔形形式的突起部8”)彼此保持较小距离时,简单对准并且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,支撑体4还与支撑体4的两个外侧壁和底壁形成保护壳。
最后,通过提供支撑体4,该支撑体4为一体的金属成型形式(例如通过挤出来生产)并且具有梳状截面(因此一体地集成侧壁5和底壁6),本发明提供了一种简单、牢固的设计,该设计在热交换和热传导方面进行了优化(考虑到壁5和6的形状),并且具有基部部件(即,支撑体4),该基部部件易于生产并且成本低廉,并且该支撑体4本身已经确保了在多个方向的楔入。另外,该支撑体4确保将电池元件2的组细分成多排的单列元件,这种设计更容易冷却,并且因此每个元件2于两个侧壁之间并且与底壁接触的最大空气循环中露出,这些不同的壁全都受到温度控制。
有利地,如图1、图2、图6、图7和图9所示,第一楔入装置8由附接的间隔部件组成或者由突出的、成型的或非成型的结构组成,所述间隔部件插在每个壳体7的两个相反分隔壁5的面与接纳在该壳体7中的电池元件2之间,所述突出的、成型的或非成型的结构从所述壁5的面突出。这些部件或这些构造8构造和定位成在电池元件2和壁5的所述面5'之间形成间隙9,有利地,保持电池元件2远离与各自相关的面5',优选地,以居中的方式将电池元件2在相关壳体7中锁定就位。
优选地,对于每个壳体7,这些第一楔入装置8由梯子形式的附接部件或者由设置有横梁的框架组成,横向构件或横梁8'构成或承载止档和间隔元件(例如,呈楔形形式),该止档和间隔元件分别定位在两个相邻的电池元件2之间并且用作与电池元件2的线性或表面接触区8””,这些在电池元件2两侧的楔入部件8布置在分隔壁5的面5'和相关电池元件2的排Ri之间。因此,每对相反的第一楔入部件8形成笼架,该笼架对接纳在相关成型壳体7中的成排Ri的电池元件2的至少一部分进行限制。因此,成排的元件2的对准由这些成对的相反部件6分段或者细分为模块化单元,每个模块化单元包含数个元件(例如4、8或12)。
根据本发明的第一设计变型例,允许电池元件2构造成预组装的子模块,从而使电池模块1更易于组装,梯状或框状楔入部件8的侧部构件8”具有边缘8”',边缘8”'构造成在两个横向构件或横梁8'之间与柱形电池元件2的上端和下端接触,在合适的情况下,在压力和/或弹性变形下,特别是在所述端部的横向边缘部分处,电池元件2限制在两个楔入部件8之间,从而与这两个楔入部件8一起形成块2”(图5和图7)。
在这些例如每个包括4个或8个电池元件2的块2”中,这些元件可以以相同或不相同的方式定向(例如这些元件2的每一半都具有与另一半定向相反的自身定向)。
根据未在图中示出的本发明的第二设计变型例,第一楔入装置8由诸如凸台、脊、长钉等的突出构造组成,该突出构造为分隔壁5的面的一体部分或(例如,通过互锁)安装在分隔壁5上的部件的一体部分。
为了将电池元件完全(即,在所有方向上)锁定在支撑体中,容器3还包括第二楔入装置10,该第二楔入装置10构造和布置为将电池元件2(例如,以块2″的形式组装)锁定在底壁6上。有利地,这些第二楔入装置10为具有网格结构的面板的形式,该网格结构在支撑体4的细长壳体7和电池元件2的不同排Ri的上方延伸,并且在合适的情况下,该面板在分隔壁5的上方与第一楔入装置8机械接合,以确保该面板在壳体7的上部中固定就位,并且确保该面板与所述电池元件2紧密配合(见附图,特别是图1、图3、图5、图6、图10和图16)。
有利地,网格结构面板10具有锥形、斜面形或楔形形式的构造10',构造10'被构造成插入到设置在给定分隔壁5的任一侧上的梯状或框状的第一楔入部件8的上侧部构件8”之间、在与所述侧部构件8”互补的形状的部位11处,以便在每种情况下推动(相关部件8的)所述侧部构件8”和横向构件8'中的每一个分别与夹在两个相互相对的第一楔入部件8之间的有关电池元件2接触。
通过适合的装置对支撑体4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,底壁6提供为(优选地,基本上底壁6的整个表面)经受热控制装置12(例如,涉及传热流体12'的循环的类型)的作用,所述热控制装置12或者属于所述相关模块1,或者在至少两个模块1之间共享,或者属于与多个模块1相关联的热控制装置组。
在车载电池的情况下,这种热控制装置12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(有利地,还在底壁6和壁5之间的上游)的热控制效果的传递进行促进和优化,本发明可以在分隔壁5的两个面5'上为分隔壁5提供以具有非平坦表面结构5”,例如,设置有凹槽/肋或成型起伏的图案的非平坦表面结构5”。另外,所述分隔壁5的与底壁6接合的区域13有利具有沿底壁的方向扩张的部分,从而为第一楔入装置8和/或电池元件2提供侧向倾斜或斜面支撑和定中心表面13'。侧部构件8”可以具有互补形式的斜面外边缘来与这些表面13'进行配合。
即使当块2”或成排Ri的相邻元件2接触时(最大占用密度),电池元件2仍优选具有柱形外部形状并且因此具有向模块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,第一楔入装置8的横向构件8’的穿孔结构为梯子或具有横梁的框架的形式,并且另一方面,形成第二楔入装置10的板的形式的穿孔结构,以及分隔壁5的高度还小于块2”的高度,这些因素促进包含一个或多个电池模块1的电池20中的空气循环。
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,模块1可以包括柔性带14,柔性带14由作为热导体和电绝缘体的弹性可压缩材料制成,柔性带14搁置在不同的细长壳体7中的底壁6上,有利地,柔性带14搁置在形成于所述壳体7的底部中的突出的成型表面6’处,并且通过电池元件2相应的连接端子2’,并且如果在合适的情况下,在第二楔入装置10的压力下,相关的Ri排的电池元件2承靠在柔性带14上。所述柔性带14以一个或多个部分沿所述壳体7的整个长度有利延伸,并且在柔性带14与所述端子2'接触的表面处接纳导电线或带15(至少以不连续部分的形式)。这些导电带或线15可以放置在柔性带14(例如由硅树脂制成)上或集成至柔性带中,并且形成模块1的电池元件2的电连接装置15”的一部分。
因此,除了通过空气循环进行热控制之外,元件2还通过元件2的下端和底壁6之间的带14和15(有利地,带15为金属,因此同样为良好热导体)进行传导而经受热控制(由于元件2沿轴线AL的内部热传导很高,所以该第二控制方法更加有效)。
此外,有利地,所述带或线15是以将相邻元件2连接在一起的一组下杆15和上杆15'的形式将不同元件2电互连的设备的一部分,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2、图5和图7中的元件2的布置)。该一组连接杆本身与电池模块1的电连接装置15”'相连接(参见图3、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7的长度和数量)。
因此,可以在块2”的元件2的队列的电池元件2之间实现第一级电连接:取决于所需特性,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在支撑体4的细长壳体7中以对准和楔入的方式安装在元件2的排Ri的相邻或非相邻的块2”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15”'以用于与相关模块1的外部进行接口和连接。
如图1、图5、图6、图12、图15B、图16A和图16B中特别所示,通过下导电带或线15和上导电带15'的组合,在块2”的元件2之间、在构成排R1的块2”之间以及在模块1的排Ri之间实现这些电连接,一起形成连接在模块1的连接端子或连接器15”'处的元件2的所有下端子和上端子2'的结构化电连接网络。
优选地,以本申请人的名义的2018年12月28日的法国专利申请No.1874281中描述和示出的相应装置的所有特征同样包括在用于将电池元件2在模块1中楔入就位的不同装置中。
根据特别在图3、图4、图5以及图11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12包括优选由绝缘体或者至少不良热导体的材料制成的壁16,该壁16附接至支撑体4的底壁6的外部面,并且通过与外部面配合来形成密封双层底17,用于将传热液体12供给至双层底17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18、18'与所述附接壁16为一体,或者通过与底壁6连结而形成。
优选地,双层底17的内部容积包括使传热流体12'在入口18和出口18'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17的附接壁16为一体的结构16'形成,或者由存在于底壁6和附接壁16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18和18'的延续部中横向形成的主循环管道18”,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17的整个容积进行循环,该双层底17可以横向分隔或者可以不横向分隔。
根据本发明的一个有利特征,成型支撑体4沿底壁6的横向侧具有向外突出的唇缘19,以及与底壁6形成双层底17的附接壁16,附接壁16在所述唇缘19处例如通过夹紧紧固装置17'、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、图5、图6、图15、图16和图17所示,本发明还涉及一种用于机动车辆的电池,特别是用于混合动力或电动机动车辆,该电池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20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4至图6所示的本发明的第一实施例,电池20可以包括优选设置有特定的热控制装置12的单个电池模块1,以及有利地为穿孔并且优选由诸如塑料等的电绝缘材料制成的盖部21,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7的敞开面,以便与模块1的容器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21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21'。
该盖部21可以制成一体,或者由多个部分(例如两个或三个部分)连结在一起并且与支撑体4一起制成。
通过例如在支撑体4的上唇缘21'的侧向凸缘处的螺纹连接或夹紧紧固来固定的盖部21可以涉及将一个或多个第二楔入元件10在块2”上锁定就位,例如通过变形或者凹进区域21”的方式,该凹进区域21”通过在与提供与部位或切口11'接合的倾斜表面的突起部10'的锥形端部相反的凹入端部处与突起部配合而接合。
根据如图15和图16所示的本发明的第二实施例,电池20可以包括两个电池模块1,该两个电池模块1利用各自的底壁6以间隔的方式彼此面对而连结在一起,并且在该两个电池模块1之间形成用于传热流体12'循环的容积22,从而形成具有入口18和出口18'的共同热控制装置12并且有利形成两个盖部21,该两个盖部21的壁各自形成U形并且构造成覆盖两个支撑体1中的一个的细长壳体7的敞开面,以便与两个容器3形成两个封闭并排外壳,电池元件在该两个封闭并排外壳中以机械锁定的方式保持就位。
最后,根据在图17和图18中示出的本发明的第三实施例,电池20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23的第一箱部中,并且具有用于所述模块1的接纳位置24,所述位置24中的每一个具有热控制装置12,该热控制装置12或者为与模块1的支撑体4的底壁6形成双层底的加强壁部分的形式,或者为电池模块1的支撑体4的温度受控的底壁6的支撑表面的形式,提供形成盖部(未示出)的第二箱部,以通过与上述第一部分23配合来产生封闭箱体,该封闭箱体与热控制装置为一体并且用于将不同模块1彼此电连接的装置。
在托盘23并且如果在合适的情况下在箱体的盖部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。
当然,本发明并不局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 (18)
1.电池模块(1),其用于机动车辆,所述电池模块(1)包括多个单独的蓄电池(2),所述蓄电池(2)为细长形状并为柱形的电池元件(2)或电池单元的形式,
这些所述电池元件(2)在其纵向上比在其径向上表现出更高的热导率,并且安置成平行的排(Ri),这些所述电池元件(2)电连接在一起并且与所述电池模块(1)的端子相连接,并且安装在形成所述电池模块(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:
一方面,至少一个支撑体(4),其由良好热导体的刚性材料制成,所述支撑体(4)为具有梳形横截面的成型部件的形式,具有多个相互平行并且彼此规则间隔的分隔壁(5),以及具有将所述分隔壁(5)连接到所述分隔壁(5)的基部的底壁(6),每对相邻的所述分隔壁(5)与所述底壁(6)一起限定成型槽(7),所述成型槽(7)形成细长壳体(7),所述细长壳体(7)构造成以非装配方式接纳成排(Ri)的所述电池元件(2),成排(Ri)的所述电池元件(2)的纵轴线(AL)与所述底壁(6)垂直并且支承在所述底壁(6)上,并且,
另一方面,至少第一机械楔入装置(8),其附接或集成一起,并且对于同一排(Ri)中的所有电池元件(2),所述第一机械楔入装置(8)在两个相邻的所述电池元件(2)之间至少部分延伸,以便阻止所述电池元件(2)至少沿接纳所述电池元件(2)的所述细长壳体(7)的纵向(DL)的移动,并且使所述电池元件(2)与两个所述分隔壁(5)间隔开,所述两个所述分隔壁(5)限定接纳所述电池元件(2)的细长壳体(7)。
2.根据权利要求1所述的电池模块,其特征在于,所述第一机械楔入装置(8)由附接的间隔部件组成或者由突出的、成型的或非成型的构件组成,所述间隔部件置于每个所述细长壳体(7)的两个相反所述分隔壁(5)的面(5')以及接纳在所述细长壳体(7)中的所述电池元件(2)之间,所述突出的、成型的或非成型的构件从所述分隔壁(5)的面(5')突出,这些所述间隔部件或这些构件(8)构造和定位成在所述电池元件(2)和所述分隔壁(5)的所述面(5')之间形成间隙,保持所述电池元件(2)远离与各自相关的所述面(5'),以居中的方式将所述电池元件(2)在相关所述细长壳体(7)中锁定就位。
3.根据权利要求2所述的电池模块,其特征在于,对于每个所述细长壳体(7),所述第一机械楔入装置(8)由梯子形式的附接部件或者由设置有横向构件或横梁(8')的框架组成,所述横向构件或横梁(8')构成或承载止档和间隔元件,所述止档和间隔元件分别定位在两个相邻的所述电池元件(2)之间并且用作与所述电池元件(2)的线性或表面接触区(8””),在所述电池元件(2)两侧的这些所述第一机械楔入装置(8)布置在所述分隔壁(5)的所述面(5')和相关所述电池元件(2)的成排(Ri)之间,因此,每对相反的所述第一机械楔入装置(8)形成笼架,所述笼架对接纳在相关所述细长壳体(7)中的成排(Ri)的所述电池元件(2)的至少一部分进行限制。
4.根据权利要求3所述的电池模块,其特征在于,梯状或框状的所述第一机械楔入装置(8)的侧部构件(8”)具有边缘(8”'),所述边缘(8”')构造成在两个所述横向构件或横梁(8')之间与柱形的所述电池元件(2)的上端和下端接触,在压力和/或弹性变形下,在所述上端和下端的横向边缘部分处,将所述电池元件(2)限制在两个所述第一机械楔入装置(8)之间,从而与这两个所述第一机械楔入装置(8)一起形成块(2")。
5.根据权利要求1或2所述的电池模块,其特征在于,所述第一机械楔入装置(8)由突出构件组成,所述突出构件为所述分隔壁(5)的面(5’)的一体部分,或者所述突出构件为通过互锁而安装在所述分隔壁(5)上的部件的一体部分。
6.根据权利要求4所述的电池模块,其特征在于,所述容器(3)包括第二楔入装置(10),所述第二楔入装置(10)构造和布置成将所述电池元件(2)锁定在所述底壁(6)上,这些所述第二楔入装置(10)为具有网格结构的面板的形式,所述网格结构在所述支撑体(4)的所述细长壳体(7)和所述电池元件(2)的不同排(Ri)的上方延伸,并且所述面板在所述分隔壁(5)的上方与所述第一机械楔入装置(8)机械接合,以确保所述面板在所述细长壳体(7)的上部中固定就位,并且确保所述面板与所述电池元件(2)紧密配合。
7.根据权利要求6所述的电池模块,其特征在于,所述网格结构的面板形成的第二楔入装置(10)具有锥形、斜面形或楔形形式的构造(10'),所述构造(10')被构造成插入到布置在给定的所述分隔壁(5)的任一侧上的梯状或框状的所述第一机械楔入装置(8)的上侧部构件(8”)之间、在与所述上侧部构件(8”)互补的形状的部位(11)处,以便推动所述上侧部构件(8”)和所述横向构件(8')中的每一个分别与夹在两个相互相对的所述第一机械楔入装置(8)之间的有关所述电池元件(2)接触。
8.根据权利要求1或2所述的电池模块,其特征在于,底壁(6)在底壁(6)的整个表面上经受热控制装置(12)的作用,所述热控制装置(12)为包括传热液体(12')的循环的类型,所述热控制装置(12)或者属于相关的所述电池模块(1),或者在至少两个所述电池模块(1)之间共享,或者属于与多个所述电池模块(1)相关联的热控制装置组。
9.根据权利要求1或2所述的电池模块,其特征在于,所述分隔壁(5)在分隔壁(5)的两个面(5')上具有设置有凹槽/肋或成型起伏的图案的非平坦表面结构(5"),所述分隔壁(5)的与所述底壁(6)的接合区域(13)具有沿底壁的方向扩张的部分,从而为所述第一机械楔入装置(8)和/或所述电池元件(2)提供侧向倾斜/斜面支撑的、且定中心的表面。
10.根据权利要求6所述的电池模块,其特征在于,所述电池模块包括柔性带(14),所述柔性带(14)由作为热导体和电绝缘体的弹性可压缩材料制成,所述柔性带(14)搁置在不同的所述细长壳体(7)中的所述底壁(6)上,所述柔性带(14)搁置在形成于所述细长壳体(7)的底部中的突出的成型表面(6')处,并且通过所述电池元件(2)相应的连接端子(2')并且在所述第二楔入装置(10)的压力下,相关的成排(Ri)的所述电池元件(2)承靠在所述柔性带(14)上,所述柔性带(14)以一个或多个部分在所述细长壳体(7)的整个长度上延伸,并且在所述柔性带(14)与所述连接端子(2')接触的表面上接纳导电线或带(15),这些所述导电线或带(15)放置在所述柔性带(14)上或集成至所述柔性带(14)中并且形成所述电池模块(1)的所述电池元件(2)的电连接装置(15")的一部分。
11.根据权利要求8所述的电池模块,其特征在于,属于所述电池模块(1)的所述热控制装置(12)包括壁(16),所述壁(16)由绝缘体或者至少不良热导体的材料制成,所述壁(16)附接至所述支撑体(4)的所述底壁(6)的外部面,并且通过与外部面配合来形成密封的双层底(17),用于将传热液体(12')供给至所述双层底(17)的内部容积中并且将所述传热液体(12')从所述内部容积中排出的装置(18、18')与所述壁(16)为一体,或者通过与所述底壁(6)连结而形成。
12.根据权利要求11所述的电池模块,其特征在于,所述双层底(17)的内部容积包括使所述传热液体(12')在入口(18)和出口(18')之间循环的一个或多个路径,所述一个或多个路径或者仅由与所述双层底(17)的所述壁(16)为一体的结构(16')形成,或者由存在于所述底壁(6)和所述壁(16)上的相互互补构造的配合形成。
13.根据权利要求11所述的电池模块,其特征在于,所述支撑体(4)沿所述底壁(6)的横向侧具有向外突出的唇缘(19),以及与所述底壁(6)形成所述双层底(17)的所述壁(16),所述壁(16)在所述唇缘(19)处通过机械组装装置固定至所述支撑体(4)。
14.根据权利要求13所述的电池模块,其特征在于,所述壁(16)在所述唇缘(19)处通过夹紧紧固装置(17')或者通过螺纹装置固定至所述支撑体(4)。
15.一种用于混合动力或电动机动车辆的电池(20),其特征在于包括至少一个根据权利要求1至10中任一项所述的电池模块(1)。
16.根据权利要求15所述的电池,其特征在于,电池(20)包括设置有热控制装置(12)的单个根据权利要求11至14中任一项所述的电池模块(1),以及为穿孔的并且由电绝缘材料制成的盖部(21),所述盖部(21)的壁形成U形并且构造成覆盖所述电池模块(1)的所述支撑体(4)的所述细长壳体(7)的敞开面,以便与所述电池模块(1)的所述容器(3)形成连续的外部壳体和封闭外壳,在所述外部壳体和封闭外壳中将所述电池元件(2)以机械锁定的方式保持就位。
17.根据权利要求15所述的电池,其特征在于,所述电池(20)包括两个电池模块(1),所述两个电池模块(1)利用各自的所述底壁(6)以间隔的方式彼此面对而连结在一起,并且在所述两个电池模块(1)之间形成用于传热液体(12')循环的容积(22),从而形成具有入口(18)和出口(18')的共同热控制装置(12)并且形成两个盖部(21),所述两个盖部(21)的壁各自形成U形并且构造成覆盖两个所述支撑体(4)中的一个的所述细长壳体(7)的敞开面,以便与两个所述容器(3)形成两个封闭并排外壳,所述电池元件(2)在所述两个封闭并排外壳中以机械锁定的方式保持就位。
18.根据权利要求15所述的电池,其特征在于,所述电池(20)包括至少两个,所述电池模块(1)布置在形成托盘(23)的第一箱部中,并且具有用于所述电池模块(1)的接纳位置(24),所述接纳位置(24)中的每一个具有热控制装置(12),所述热控制装置(12)或者为与所述电池模块(1)的所述支撑体(4)的所述底壁(6)形成双层底的加强壁部的形式,或者为所述电池模块(1)的所述支撑体(4)的温度控制的所述底壁(6)的支撑表面的形式,通过与所述托盘(23)配合,提供形成盖部的第二箱部来产生封闭箱体,所述封闭箱体与热控制装置为一体和用于将不同所述电池模块(1)彼此电连接的装置。
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