CN114335906A - 液冷的母线装置、用于制造液冷的母线的方法和电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液冷的母线装置、一种电池模块和一种用于制造液冷的母线装置的方法。根据本发明的液冷的母线装置包括：a)导电和导热的第一体部，所述第一体部具有：‑第一上侧，和‑第一下侧，所述第一下侧包括第一单池接触面和第二单池接触面；b)导电和导热的第二体部，所述第二体部具有：‑第二上侧，和‑第二下侧，所述第二下侧包括第三单池接触面和第四单池接触面；和c)电绝缘的空心体，所述空心体包括连贯的冷却通道，其中可传导的第一体部和可传导的第二体部设置在空心体的壁中，使得可传导的体部的上侧直接邻接于冷却通道，并且可传导的体部的下侧形成母线装置的外面。

Description

液冷的母线装置、用于制造液冷的母线的方法和电池模块
技术领域
本发明涉及一种液冷的母线装置、一种电池模块和一种用于制造液冷的母线装置的方法。
背景技术
从US2016190663中已知一种具有中空的汇流排的电池装置，所述汇流排形成用于冷却剂流的通道。
发明内容
根据本发明的液冷的母线装置包括：
a)导电和导热的第一体部，所述第一体部具有：
-第一上侧，和
-第一下侧，所述第一下侧包括第一单池接触面和第二单池接触面；
b)导电和导热的第二体部，所述第二体部具有：
-第二上侧，和
-第二下侧，所述第二下侧包括第三单池接触面和第四单池接触面；
c)电绝缘的空心体，所述空心体包括连贯的冷却通道，其中可传导的第一体部和可传导的第二体部设置在空心体的壁中，使得可传导的体部的上侧直接邻接于冷却通道，并且可传导的体部的下侧形成母线装置的外面。
将术语“母线装置”理解为一个或多个导体的装置，所述装置用于会集和/或传输和/或分配电能。
将术语“导电”理解为体部的传输电流的能力。优选的是，将其理解为具有>105S/m的电导率的体部。
将术语“导热”理解为体部的传输热流的能力。优选的是，将其理解为具有>50W/(m*K)的热导率的体部。
而将具有<10-6S/m的电导率的体部视为“电绝缘”。
根据本发明的液冷的母线装置优选设为在电池模块或电池、尤其牵引电池中使用。
通过可传导的体部在空心体的壁中设置成，使得其上侧直接邻接于冷却通道，并且其下侧形成母线装置的外面，与母线装置的外面接触的电池单池的热能能够经由可传导的体部朝向冷却通道引出。同时，经由可传导的体部能够将电能在联接的电池单池之间传输。由此，根据本发明的母线装置将电学和热学功能在一个构件中结合。这能够实现在电池中的电池单池的节约空间的冷却。
优选地，电绝缘的空心体是注塑构件。由此能够实现低成本地生产母线装置和将可传导的体部液密地接合到电绝缘的空心体的壁中。
优选地，电绝缘的空心体包括在冷却通道的内部中的机械增强结构，所述机械增强结构包括连贯的空腔，所述空腔将可传导的第一和/或第二体部的上侧的一部分与母线装置的外面连接。
通过连贯的空腔，实现通向可传导的第一和/或第二体部的表面的外部进口(Zugang)，例如激光束通过所述外部进口能够到达和加热所述上侧。这能够实现将电池单池熔焊或钎焊到单池接触面上。
根据本发明的用于制造液冷的母线装置的方法包括以下步骤：
S1：将可传导的第一和第二体部定位在注塑模具中，其中注塑模具构成为，使得可传导的第一和第二体部的上侧和下侧与注塑模具的注射腔(Gussraum)分离，使得其在塑料注塑过程中保持无塑料；
S2：将电绝缘的塑料注塑到注塑模具中。
根据本发明的电池模块包括：
a)第一根据本发明的液冷的母线装置；
b)第二根据本发明的液冷的母线装置；
c)多个电池单池，其中每个电池单池包括第一极，所述第一极以电学、热学和机械的方式联接到第一母线装置的单池接触面上，并且其中每个电池单池包括第二极，所述第二极以电学、热学和机械的方式联接到第二母线装置的单池接触面上，
其中第一和第二液冷的母线装置相互连接，使得在第一液冷的母线装置的冷却通道中的第一冷却剂流方向和在第二液冷的母线装置的冷却通道中的第二冷却剂流方向是相反的。
通过将每个电池单池热联接到第一和第二母线装置上和相反的冷却剂流方向，实现对根据本发明的电池模块的所有电池单池的均匀的冷却。
下面的说明书描述本发明的其它有利的实施方式。
附图说明
根据下面的附图详细阐述优选的实施例。在此示出：
图1示出根据本发明的液冷的母线装置的一个实施例；
图2示出根据本发明的方法的一个实施例；和
图3示出根据本发明的电池模块的一个实施例。
具体实施方式
在图1中示出的液冷的母线装置1包括导电和导热的第一体部，所述第一体部构成为具有第一上侧3和第一下侧4的铜板2。体部2的下侧形成第一单池接触面5和第二单池接触面6，用于以电学、热学和机械的方式联接电池单池极。
此外，液冷的母线装置1包括导电和导热的第二体部7。所述第二体部与可传导的第一体部2是结构相同的并且包括第二上侧8和第二下侧9，所述第二下侧具有第三单池接触面10和第四单池接触面11，用于以电学、热学和机械的方式联接电池单池极。
此外，液冷的母线装置1包括具有连贯的冷却通道13的电绝缘的空心体12。在该实施例中，空心体12是塑料注塑构件。这能够实现母线装置1的低成本的制造工艺。
在空心体12的壁中设置有可传导的体部2、7，使得其上侧3、8直接邻接于冷却通道13，并且其下侧4、9形成母线装置1的外面。两个可传导的体部2、7的其余的侧与空心体12的壁形成液密的连接。
在所描述的构造中，借助于可传导的体部2、7在单池接触面5、6、10、11和冷却通道13之间建立热学连接。板材料铜由于其～380W/(m*K)的高的热导率能够实现将热能从单池接触面5、6、10、11有效地传输至冷却通道13。同时，该构造通过电联接到单池接触面5和6和/或10和11上能够实现电池单池的串联连接。
在该实施例中，在冷却通道13的内部中的空心体12包括多个机械增强结构14。所述机械增强结构构成为柱形的塑料空心连接桥，所述塑料空心连接桥以规则的间距设置在冷却通道13中。在此，塑料空心连接桥14与冷却通道13成直角地定向并且设置在可传导的体部2、7上方，使得所述塑料空心连接桥以端侧按压到可传导的体部2、7的上侧3、8上。通过机械增强结构14实现空心体12的机械稳定性的改进和可传导的体部2、7在空心体12的壁中的改进的机械固定。
在实施例中，所有塑料空心连接桥14在其内部中分别具有连贯的空腔15。每个空腔15分别将可传导的第一或第二体部2、7的上侧3、8的一部分与母线装置的外面连接。通过增强结构的连贯的空腔15提供通向可传导的第一和第二体部2、7的上侧3、8的外部进口。在该实施例中，连贯的空腔15是直线的。由此，激光束能够到达和加热可传导的第一或第二体部2、7的上侧3、8。这能够实现将电池单池接触部熔焊或钎焊到单池接触面5、6、10、11上。
下面阐述根据本发明的用于制造所描述的液冷的母线装置1的方法的一个实施例(参见图2)。在该方法的第一步骤S1中，将可传导的第一和第二体部2、7在注塑模具(未示出)中定位在为此设置的容纳部中。注塑模具构成为，使得可传导的第一和第二体部2、7的上侧3、8和下侧4、9直接邻接于注塑模具的表面。在该布置中，可传导的第一和第二体部2、7的上侧3、8和下侧4、9与注塑模具的注射腔分离，并且在塑料注塑过程中保持无塑料。在方法的第二步骤S2中，将电绝缘的塑料的熔体注射到注塑模具中。塑料熔体在此在注射腔中分配并且包围可传导的第一和第二体部2、7的除了其上侧和下侧3、4、8、9以外的所有侧。在塑料模塑料冷却时，产生在塑料和可传导的体部2、7之间的稳定的和液密的连接。
这样制造的液冷的母线装置1能够用作为根据本发明的电池模块16的组成部分。这种电池模块16的一个实施例在图3中示出。所述电池模块包括第一和第二液冷的母线装置1、17和多个电池单池18。每个电池单池18在第一电池单池侧上具有第一极19，所述第一极以电学、热学和机械的方式联接到第一母线装置1的单池接触面5、6、10、11上。此外，所有电池单池18分别具有第二极20，所述第二极设置在第二电池单池侧上并且以电学、热学和机械的方式联接到第二母线装置17的单池接触面5、6、10、11上。在该实施例中，第一和第二极19、20位于电池单池18的相对置的侧上。相邻的电池单池18在电池模块16中相反地定向。通过联接到可传导的体部2、7上，通过相反的定向在电池模块16中产生串联的电池单池连接。
在该实施例中，第一母线装置1和第二母线装置17的冷却通道13、21由电绝缘的冷却剂穿流。在此，第一和第二液冷的母线装置1、16相互连接，使得在第一液冷的母线装置1的冷却通道13中的第一冷却剂流方向和在第二液冷的母线装置17的冷却通道21中的第二冷却剂流方向是相反的。在图3中通过箭头示出冷却剂流方向。在该实施例中，通过相反的冷却剂流方向实现所有电池单池18的均匀的冷却。

Claims (8)

1.一种液冷的母线装置(1)，所述液冷的母线装置包括：
a)导电和导热的第一体部(2)，所述第一体部具有：
-第一上侧(3)，和
-第一下侧(4)，所述第一下侧包括第一单池接触面(5)和第二单池接触面(6)；
b)导电和导热的第二体部(7)，所述第二体部具有：
-第二上侧(8)，和
-第二下侧(9)，所述第二下侧包括第三单池接触面(10)和第四单池接触面(11)；和
c)电绝缘的空心体(12)，所述电绝缘的空心体包括连贯的冷却通道(13)，其中可传导的所述第一体部(2)和可传导的所述第二体部(7)设置在所述空心体(12)的壁中，使得可传导的所述体部(2、7)的上侧(3、8)直接邻接于所述冷却通道(13)，并且可传导的所述体部(2、7)的下侧(4、9)形成所述母线装置(1)的外面。
2.根据权利要求1所述的液冷的母线装置(1)，
其中所述电绝缘的空心体(12)是注塑构件。
3.根据权利要求1或2所述的液冷的母线装置(1)，
其中传导的所述第一体部和所述第二体部(2、7)是金属板。
4.根据上述权利要求中任一项所述的液冷的母线装置(1)，
其中所述第一单池接触面、第二单池接触面、第三单池接触面和第四单池接触面(5、6、10、11)分别构成为，能够以电学、热学和机械的方式与电池单池的极连接。
5.根据上述权利要求中任一项所述的液冷的母线装置(1)，
其中所述空心体(12)在所述冷却通道(13)的内部中包括机械增强结构(14)。
6.根据权利要求5所述的液冷的母线装置(1)，
其中机械增强结构(14)包括连贯的空腔(15)，所述连贯的空腔将可传导的所述第一体部和/或第二体部(2、7)的上侧(3、8)的一部分与所述母线装置(1)的外面连接。
7.一种用于制造液冷的母线装置(1)的方法，所述方法包括以下步骤：
S1：将可传导的第一体部和第二体部(2、7)定位到注塑模具中，其中所述注塑模具构成为，使得可传导的所述第一体部和第二体部(2、7)的上侧(3、8)和下侧(4、9)与所述注塑模具的注射腔分离，使得其在塑料注塑过程中保持无塑料；
S2：将电绝缘的塑料注塑到所述注塑模具中。
8.一种电池模块(16)，所述电池模块包括：
a)根据权利要求1至6中任一项所述的第一液冷的母线装置(1)；
b)根据权利要求1至6中任一项所述的第二液冷的母线装置(17)；
c)多个电池单池(18)，其中每个电池单池(18)包括第一极(19)，所述第一极以电学、热学和机械的方式联接到所述第一母线装置(1)的单池接触面上，并且其中每个电池单池(18)包括第二极(20)，所述第二极以电学、热学和机械的方式联接到所述第二母线装置(17)的单池接触面上，
其中所述第一液冷的母线装置和所述第二液冷的母线装置(1、16)相互连接，使得在所述第一液冷的母线装置(1)的冷却通道(13)中的第一冷却剂流方向和在所述第二液冷的母线装置(17)的冷却通道(21)中的第二冷却剂流方向是相反的。
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