CN113632295A - 电池装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池装置(1)，其包括第一电池单元(2)和沿堆叠方向(4)堆叠在所述第一电池单元(2)上的第二电池单元(3)，其中沿所述堆叠方向(4)从所述第一电池单元(2)朝向所述第二电池单元(3)的方向延伸的定位元件(5)能够在垂直于所述堆叠方向(4)延伸的平面中移位，以相对于所述第一电池单元(2)定位所述第二电池单元(3)。

Description

电池装置

技术领域

本发明涉及一种电池装置，例如车辆电池装置。

背景技术

在电池装置例如车辆电池的领域中已知的是，所述电池装置由多个电池单元组装而成，其中各个电池单元就其而言又能够具有多个电池单池。因此，具有多个电池单池的电池单元构成高电压单元。这些电池单元通常在电池壳体中沿堆叠方向上下堆叠。为了在组装电池装置时将各个堆叠的电池单元相互电连接或者接触，通常呈电缆的形式的柔性的导电连接元件当前在组装期间穿过各个电池单元的开口或穿过电池装置的电池壳体的开口。因为这些电缆不具有预设的位置并且其定向能够或多或少不可预测地改变，这对于电池装置以及特别也对于组装电池装置的人员而言代表着安全风险。因为电池壳体或具有电池单元的构件的开口，例如电池单元的底部，通常由导电的金属材料构建，这就更是如此。

替选地，能够在下部的两个上下堆叠的电池单元上在汇流排上设有旋拧部位。然后，必须将上部的电池单元的汇流排穿过旋拧部位的区域中的开口，从而会在装配时产生短路以及存在提高的装配空间需求。

此外，对于装配传统的电池装置，需要附加的耗费来保护电池装置的部件以及保护在装配电池装置时参与的人员和技术装置，这体现在增加的装配时间以及附加的装置，以改进功能安全性和工作安全性。

发明内容

基于已知的现有技术，本发明的一个目的是，提供一种改进的电池装置。

所述目的通过具有权利要求1所述的特征的电池装置来实现。从从属权利要求、说明书和附图中得到有利的改进方案。

相应地提出一种电池装置，所述电池装置包括第一电池单元和沿堆叠方向堆叠在第一电池单元上的第二电池单元，其中沿堆叠方向从第一电池单元延伸到第二电池单元的定位元件设为用于相对于第一电池单元定位第二电池单元。根据本发明，定位元件能够在垂直于堆叠方向延伸的平面中移位。

由于沿堆叠方向从第一电池单元朝向第二电池单元的方向延伸的定位元件能够在垂直于堆叠方向延伸的平面中移位，以相对于第一电池单元定位第二电池单元，所以可行的是，在组装时通过定位元件相对于第一电池单元预定位或定位第二电池单元。由于可移位性，能够显著降低或者甚至完全避免下述风险：在组装电池单元时，第二电池单元例如卡在定位元件和电池装置的外部的壳体之间。换言之，由于定位元件在垂直于堆叠方向延伸的平面中的可移位性，定位元件能够在一定的预设范围内调整第二电池单元。

因此，例如能够经由可移位的定位元件补偿在第一电池单元和第二电池单元中的制造误差。类似地，与传统的电池装置相比，由此也减少了关于用于组装电池装置的第一电池单元和第二电池单元的公差的要求。

根据一个优选的实施方案，定位元件从第一电池单元穿过第二电池单元的底部元件中的定位开口朝向第二电池单元的方向延伸。因此能够使第二电池单元相对于第一电池单元简单且安全地定位。

根据另一优选的实施形式，定位元件紧固在适配板上，所述适配板在垂直于堆叠方向延伸的平面中延伸，其中适配板可移动地设置在垂直于堆叠方向的平面中。通过提供这样构成的适配板，能够使电池装置的结构特别简单地构成。此外，关于构成在第一电池单元和定位元件之间的连接方面增大了设计自由度，因为能够通过适配板以简单的方式充分利用在第一电池单元中可用的结构空间。

如果适配板构成为用于能够吸收在堆叠方向上的力，则能够实现，在组装第一电池单元和第二电池单元时，定位元件不会由于沿堆叠方向施加到定位元件上的压力而沿堆叠方向移位进而使定位更加困难。此外，适配板由此能够吸收在第一电池单元和第二电池单元之间的可能的装配力，进而至少有助于或者甚至完全承担将第二电池单元牢固地保持在第一电池单元上。

有利的是，适配板经由至少一个连接轨与第一电池单元连接，其中至少一个连接轨在堆叠方向上弯曲刚性地构成，并且垂直于堆叠方向弯曲柔性地构成。因此能够以简单的方式提供适配板垂直于堆叠方向的可移位性。

为了实现：至少一个连接轨能够吸收堆叠方向上的力，而不会显著弯曲，并且垂直于堆叠方向确保适配板的简单或平稳的移位，至少一个连接轨在堆叠方向上能够具有比垂直于堆叠方向更大的平面转动惯量，其中优选至少一个连接轨具有以下横截面，所述横截面在堆叠方向上的长度大于其垂直于堆叠方向的宽度，并且连接轨沿着其纵向延伸具有围绕基本上平行于堆叠方向的曲率轴线的至少一个曲率。

为了以特别少的所需的零件实现电池装置的特别简单的结构，连接轨能够构成为汇流排，用于电接触第一电池单元和适配板和/或适配板的接触元件。因此，连接轨进而可选地还有适配板也能够用于与至少第二电池单元电接触。为此，适配板优选具有可广泛导电的材料。

根据另一优选的实施形式，定位元件包括接触元件，所述接触元件在第一端部上具有用于电接触第一电池单元的第一接触面和在第二端部上具有用于电接触第二电池单元的第二接触面，其中接触元件在第一接触面和第二接触面之间由电绝缘材料包围。因此，除了定位功能之外，定位元件还能够提供在第一电池单元与第二电池单元之间电接触的功能，而为此无需附加的部件。此外，因此能够基本上省去用于保护电池装置的部件或在装配电池装置时参与的人员和技术装置的附加的保护装置或附加的耗费，因为第二接触面相对于第一接触面始终处于固定的位置中，并且通过定位元件的电绝缘材料防止在插接在一起期间产生无意的短路。此外，通过电绝缘材料提供触碰保护。

根据另一优选的实施形式，定位元件具有垂直于堆叠方向的外横截面轮廓，外横截面轮廓的形状构成为，使得除了沿堆叠方向引导第二电池单元之外，提供第二电池单元相对于第一电池单元的定位，优选关于通过第一电池单元的纵向延伸和第二电池单元的纵向延伸到垂直于堆叠方向延伸的平面上的投影形成的角度的角度定位。由此能够确保第二电池单元关于第一电池单元始终在正确的空间方位中取向，或者能够消除第二电池单元相对于第一电池单元的错误定位的可能性。

为了还能够经由定位元件提供在第一电池单元和第二电池单元之间的期望的间距，定位元件能够具有用于在第一电池单元和第二电池单元之间提供预设的间距的凸肩，构成为，使得第二电池单元，优选第二电池单元的底部元件置于凸肩上。

为了便于在组装第二电池单元和第一电池单元时将装置引入第二电池单元的开口中，定位元件能够在朝向第二电池单元的端部上具有从第二端部朝向第一电池单元的方向延伸的引入部段，其中引入部段优选在朝向第二电池单元的端部的方向上渐缩，其中引入部段优选至少部分地截锥式和/或截棱锥式地构成和/或具有至少一个倒棱。

优选的是，适配板构成为，使得适配板沿堆叠方向以朝向第一电池单元的一侧支撑在第一电池单元上，优选支撑在第一电池单元的电绝缘地构成的部段上。因此能够以简单的方式确保通过适配板吸收在堆叠方向上的力并且将其传递到第一电池单元中。此外因此也确保定位元件在插接在一起时不会沿堆叠方向移位。

根据另一优选的实施形式，定位元件至少沿第一方向至少在预设的区域中可移位地设置在垂直于堆叠方向延伸的平面中，其中定位元件优选沿第一方向和与第一方向正交地延伸的第二方向分别至少在预设的区域中可移位地设置在垂直于堆叠方向延伸的平面中，和/或定位元件至少在预设的角范围内围绕堆叠方向可枢转地设置。因此能够实现：定位元件和/或适配板能够重新定位，使得防止第二电池单元卡在定位元件和/或电池装置的壳体上。因此，对于将电池装置组装或插接在一起，与在传统的电池装置中相比允许更小的制造公差。

根据另一优选的实施形式，设有多个定位元件，其中至少两个定位元件设置在共同的适配板上。因此能够再次改进第二电池单元相对于第一电池单元的定位。

第一电池单元和第二电池单元优选容纳在共同的电池壳体中，使得能够构成紧凑的电池装置。

替选地，第一电池单元和第二电池单元也能够分别容纳在分离的电池壳体中，其中电池壳体于是优选上下堆叠。因此能够以准模块化的方式实现由多个独立的电池单元构成的结构。

附图说明

通过下面对附图的说明详细阐述本发明的优选的另外的实施形式。在此示出：

图1示意性地示出电池装置的立体细节图；

图2示意性地示出图1中的电池装置的俯视图；

图3示出图1中的电池装置的定位元件的立体侧视图；

图4示意性地示出在定位元件的区域中穿过图1中的电池装置的剖视图；和

图5示意性地示出穿过根据另一实施形式的电池装置的剖视图。

具体实施方式

下面根据附图描述优选的实施例。在此，相同的、相似的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，并且部分地放弃对这些元件的重复描述，以便能够避免冗余。

在图1中示意性地示出电池装置1的立体细节图。电池装置1具有第一电池单元2和沿堆叠方向4堆叠在第一电池单元2上的第二电池单元3。第二电池单元3借助于定位元件5相对于第一电池单元2定位。定位元件5从第一电池单元2朝向第二电池单元3的方向延伸，并且能够在垂直于堆叠方向4延伸的平面中移位。

处于清晰性原因，第二电池装置3的底部元件30在此以剖开和透视的方式示出。

第一电池单元2和第二电池单元3能够分别容纳在自身的电池壳体中，使得底部元件30于是能够对应于上部的电池壳体的底部区域。

但是，第一电池单元2和第二电池单元3也能够容纳在共同的电池壳体中，使得底部元件30于是例如也能够对应于用于相应的电池单元的调温的调温元件。

当前，电池装置1具有多个定位元件5。定位元件5分别延伸穿过底部元件30的定位开口32。

底部元件30还通过紧固元件7紧固在适配板50上。

如从图1中得出，两个定位元件5紧固在共同的适配板50上。适配板50可移动地设置在垂直于堆叠方向4的平面内。因此确保了各个定位元件5的可移动性。

适配板50还构成为用于能够吸收沿堆叠方向4的力。为此，适配板50经由连接轨6与第一电池单元2连接，其中连接轨6沿堆叠方向4弯曲刚性地构成并且垂直于堆叠方向4弯曲柔性地构成。

为了实现上述目的，连接轨6构成为，使得所述连接轨沿堆叠方向4具有比垂直于堆叠方向4更大的平面转动惯量。为此，连接轨6分别具有下述横截面，所述横截面在堆叠方向4上的长度60大于其垂直于堆叠方向4的宽度62。此外，每个连接轨6沿着其纵向延伸还具有围绕基本上平行于堆叠方向4的曲率轴线66的至少一个曲率64。

因此，适配板50进而还有定位元件5沿第一方向至少在预设的区域中以及沿与第一方向正交地延伸的第二方向在预设的区域中可移位地设置在垂直于堆叠方向4延伸的平面中，此外由此，适配板50进而定位元件5能够在预设的角范围内围绕堆叠方向4枢转。

根据该实施形式，至少一个连接轨6构成为汇流排，用于电接触第一电池单元2和适配板50。

定位元件5还具有接触元件，所述接触元件在第一端部上具有用于电接触第一电池单元2的第一接触面和在第二端部上具有用于电接触第二电池单元3的第二接触面53，其中接触元件在第一接触面和第二接触面53之间由电绝缘材料包围，如稍后关于图4详细描述。

定位元件5具有垂直于堆叠方向4的外横截面轮廓，外横截面轮廓的形状构成为，使得除了沿堆叠方向4引导第二电池单元3之外，提供在关于通过第一电池单元2的纵向延伸和第二电池单元3的纵向延伸到垂直于堆叠方向3延伸的平面上的投影形成的角度的角度定位的意义上第二电池单元3相对于第一电池单元2的定位。

为了能够实现简单的定位，每个定位元件5在朝向第二电池单元3的端部上具有从第二端部朝向第一电池单元2的方向延伸的引入部段56，所述引入部段56在朝向第二电池单元3的方向上渐缩，其中引入部段56当前截锥式地构成。

适配板50能够沿堆叠方向4以朝向第一电池单元2的一侧可选地在第一电池单元2上支撑在第一电池单元2的呈盖板80的形式的电绝缘地构成的部段上。

在图2中示意性地示出图1中的电池装置1的俯视图。为了使第一电池单元2与第二电池单元3电接触，在定位元件5和第二电池单元3的接触部34之间设置有汇流排36。

图3示出图1中的电池装置1的定位元件5的立体侧视图，其中能够再次详细地观察引入部段56。

在图4中示意性地示出在定位元件5的区域中穿过图1中的电池装置1的剖视图。在此能够清楚地识别，接触元件51从端部57朝向第二端部58延伸，并且其中接触元件在第一端部57处具有第一接触面52，借助所述第一接触面接触元件电接触适配板50进而电接触第一电池单元2，并且接触元件在第二端部58处具有第二接触面53，借助所述第二接触面接触元件通过汇流排36电接触第二电池单元3。还能够清楚地识别，接触元件51在第一接触面52和第二接触面53之间的由电绝缘材料54包围。

出于清晰性的原因，在此没有一并示出引入部段56。

图5示意性地示出穿过根据另一实施形式的电池装置1的剖视图。其基本上对应于图4中的电池装置，其中定位元件5在此还具有凸肩55，所述凸肩提供在第一电池单元2和第二电池单元3之间的预设的间距。凸肩55在此构成为，使得第二电池单元3借助于其底部元件30置于凸肩55上。

只要适用，在实施例中所示出的所有单独的特征能够相互组合和/或交换，而不脱离本发明的范围。

附图标记列表：

1 电池装置

2 第一电池单元

3 第二电池单元

30 底部元件

32 定位开口

34 接触部

36 汇流排

4 堆叠方向

5 定位元件

50 适配板

51 接触元件

52 第一接触面

53 第二接触面

54 电绝缘材料

55 凸肩

56 引入部段

57 第一端部

58 第二端部

6 连接轨

60 长度

62 宽度

64 曲率

66 曲率轴线

7 紧固元件

8 电池模块

80 盖板

Claims (15)

1.一种电池装置(1)，包括第一电池单元(2)和沿堆叠方向(4)堆叠在所述第一电池单元(2)上的第二电池单元(3)，其中设有沿所述堆叠方向(4)从所述第一电池单元(2)延伸到所述第二电池单元(3)的定位元件(5)，用于相对于所述第一电池单元(2)定位所述第二电池单元(3)，

其特征在于，

所述定位元件(5)能够在垂直于所述堆叠方向(4)延伸的平面中移位。

2.根据权利要求1所述的电池装置(1)，其特征在于，所述定位元件(5)从所述第一电池单元(2)穿过所述第二电池单元(3)的底部元件(30)中的定位开口(32)朝向所述第二电池单元(3)的方向延伸。

3.根据权利要求1或2所述的电池装置(1)，其特征在于，所述定位元件(5)紧固在适配板(50)上，所述适配板在垂直于所述堆叠方向(4)延伸的平面中延伸，其中所述适配板(50)可移动地设置在垂直于所述堆叠方向(4)的平面中。

4.根据权利要求3所述的电池装置(1)，其特征在于，所述适配板(50)构成为用于能够吸收在堆叠方向(4)上的力。

5.根据权利要求3或4所述的电池装置(1)，其特征在于，所述适配板(50)经由至少一个连接轨(6)与所述第一电池单元(2)连接，其中所述至少一个连接轨(6)在堆叠方向(4)上弯曲刚性地构成并且垂直于所述堆叠方向(4)弯曲柔性地构成。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的电池装置(1)，其特征在于，所述至少一个连接轨(6)在堆叠方向(4)上具有比垂直于所述堆叠方向(4)更大的平面转动惯量，其中优选所述至少一个连接轨(6)具有以下横截面，所述横截面在堆叠方向(4)上的长度(60)大于其垂直于所述堆叠方向(4)的宽度(62)，并且所述连接轨(6)沿着其纵向延伸具有围绕基本上平行于所述堆叠方向(4)的曲率轴线(66)的至少一个曲率(64)。

7.根据权利要求5或6所述的电池装置(1)，其特征在于，所述连接轨(6)构成为汇流排，用于电接触所述第一电池单元(2)和所述适配板(50)和/或所述适配板(50)的接触元件(51)。

8.根据上述权利要求中任一项所述的电池装置(1)，其特征在于，所述定位元件(5)包括接触元件(51)，所述接触元件在第一端部上具有用于电接触所述第一电池单元(2)的第一接触面(52)和在第二端部上具有用于电接触所述第二电池单元(3)的第二接触面(53)，其中所述接触元件(51)在所述第一接触面(52)和所述第二接触面(53)之间由电绝缘材料(54)包围。

9.根据上述权利要求中任一项所述的电池装置(1)，其特征在于，所述定位元件(5)具有垂直于所述堆叠方向(4)的外横截面轮廓，外横截面轮廓的形状构成为，使得除了沿所述堆叠方向(4)引导所述第二电池单元(3)之外，提供所述第二电池单元(3)相对于所述第一电池单元(2)的定位，优选关于通过所述第一电池单元(2)的纵向延伸和所述第二电池单元(3)的纵向延伸到垂直于所述堆叠方向(4)延伸的平面上的投影形成的角度的角度定位。

10.根据上述权利要求中任一项所述的电池装置(1)，其特征在于，所述定位元件(5)具有用于在所述第一电池单元(2)和所述第二电池单元(3)之间提供预设的间距的凸肩(55)，构成为，使得所述第二电池单元(3)，优选所述第二电池单元(3)的底部元件(30)置于所述凸肩(55)上。

11.根据上述权利要求中任一项所述的电池装置(1)，其特征在于，所述定位元件(5)在朝向所述第二电池单元(3)的端部(58)上具有从所述第二端部(58)朝向所述第一电池单元(2)的方向延伸的引入部段(56)，其中所述引入部段(56)优选在朝向所述第二电池单元(3)的端部(58)的方向上渐缩，其中所述引入部段(56)优选至少部分地截锥式和/或截棱锥式地构成和/或具有至少一个倒棱。

12.根据权利要求4至11中任一项所述的电池装置(1)，其特征在于，所述适配板(50)沿堆叠方向(4)以朝向所述第一电池单元(2)的一侧(57)支撑在所述第一电池单元(2)上，优选支撑在所述第一电池单元(2)的电绝缘地构成的部段上。

13.根据上述权利要求中任一项所述的电池装置(1)，其特征在于，所述定位元件(5)至少沿第一方向至少在预设的区域中可移位地设置在垂直于所述堆叠方向(4)延伸的平面中，其中所述定位元件(5)优选沿第所述一方向和与所述第一方向正交地延伸的第二方向分别至少在预设的区域中可移位地设置在垂直于所述堆叠方向(4)延伸的平面中，和/或所述定位元件(5)至少在预设的角范围内围绕所述堆叠方向(4)可枢转地设置。

14.根据上述权利要求中任一项所述的电池装置(1)，其特征在于，设有多个定位元件(5)，其中至少两个定位元件(5)设置在共同的适配板(50)上。

15.根据上述权利要求中任一项所述的电池装置(1)，其特征在于，所述第一电池单元(2)和所述第二电池单元(3)容纳在共同的电池壳体中，或者所述第一电池单元(2)和所述第二电池单元(3)分别容纳在分离的电池壳体中，其中所述电池壳体优选上下堆叠。

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