CN114447510A - 电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池模块，其至少包括多个袋式电池单元，其中每个袋式电池单元具有带有两个彼此相对而置的最大的侧面的壳体，其中袋式电池单元以相互叠置的侧面堆叠地布置在电池模块中，其中，彼此相邻布置的袋式电池单元的导体的至少一部分经由电池单元连接件彼此导电连接；其中，电池单元连接件从在壳体的第一端面处布置的与导体的连接部出发，沿着第一端面延伸到散热器，散热器布置在壳体的相邻于第一端面布置的第二端面处且越过多个袋式电池单元延伸；其中，电池单元连接件经由接触面与散热器连接。

Description

电池模块
技术领域
本发明涉及一种电池模块，至少包括多个袋式电池单元。每个袋式电池单元具有带有两个彼此相对而置的最大的侧面的壳体。袋式电池单元以相互叠置的侧面堆叠地布置在电池模块中。每个袋式电池单元具有多个阳极和阴极以及在不同电极之间具有分离件。堆叠的阴极、阳极和电极形成扁平但平面较大的电池单元。至少一个阳极与从壳体延伸出来的第一导体导电连接，并且至少一个阴极与从壳体延伸出来的第二导体导电连接。导体经由电池单元连接件(或汇流条)连接，以将电池单元串联地或并联地以电的方式相互连接。
背景技术
电池(Batterien)、尤其是锂离子电池越来越多地用于驱动机动车。电池通常由电池单元(Zellen)和/或包含多个电池单元的模块组成。袋式电池单元(Pouchzelle,有时也称为软包电池)由至少一个阳极、阴极和布置在它们之间的分离件组成。
在锂离子电池电池单元充电和放电时，电能和/或化学能的一部分转化为热能，从而使电池电池单元(Batteriezelle)发热。用于连接不同电池单元的导体(Ableitern，有时也称为放电体)的电池单元连接件在带有袋式电池单元的电池模块中形成热点，因为电池单元连接件通过例如电池模块的塑料盖和通过空气隔热地布置，并且通常不联接到冷却装置处。因此，电池电池单元通常在这些电池单元连接件和导体处达到其最大温度。
例如已知的是，朝向电池单元连接件铺设冷却通道或布置用于将热传递到电池单元连接件的热管。然而，为此必须将附加的零件集成到电池模块中，由此增加了重量和生产成本。
由EP 2 026 387 A1已知一种包括多个扁平电池单元的能量存储单元。相邻电池单元的导体经由连接元件导电地相互连接。连接元件经由电绝缘的导热膜与对齐于电池单元和导体布置的散热器连接。
从US 2006/0269831 A1已知一种袋式电池单元，其中袋式电池单元的两个导体之一经由PTC元件与电端口连接。由此应防止袋式电池单元的过热。
从US 2018/0175345 A1已知具有多个电池电池单元的电池模块。实施为袋式电池单元的电池电池单元为了热引出与L形或U形冷却板接触。
发明内容
本发明的目的是，至少部分地解决参考现有技术所列举的问题。尤其地，应提出一种电池模块，在其中实现成本适宜且节省结构空间的措施以避免在电池单元连接件处的热点。
至少包括多个袋式电池单元的电池模块有助于解决这些目的。
提出了一种电池模块，其至少包括多个袋式电池单元。每个袋式电池单元具有带有两个彼此相对而置的最大的侧面的壳体。袋式电池单元以相互叠置的侧面堆叠地布置在电池模块中。每个袋式电池单元具有至少一个阳极、至少一个阴极以及在不同电极之间、即在每个阴极和每个阳极之间具有分离件。这些部件，即电极和分离件布置在壳体中。所述至少一个阳极与从壳体延伸出来的第一导体导电连接，并且所述至少一个阴极与从壳体延伸出来的第二导体导电连接。彼此相邻布置的袋式电池单元的导体的至少一部分经由电池单元连接件相互导电连接。
电池单元连接件从布置在壳体的第一端面处的与导体的连接部出发沿着第一端面延伸到散热器，例如冷却板。散热器布置在壳体的相邻于第一端面布置的第二端面处，且越过多个袋式电池单元延伸。电池单元连接件经由接触面与散热器连接。
以已知的方式，袋式电池单元尤其包括至少一个阳极和至少一个阴极作为电极。在阳极和阴极之间分别布置有分离件。活性材料尤其作为涂层布置在用作导体的导电载体材料上。阳极和阴极也分别称为电池单元层(Zelllage)。
尤其地，电极以已知的方式布置在袋式电池单元的壳体中并且被电解质或电解质液体加载。
尤其地，袋式电池单元具有多个电极和分离件，其彼此堆叠地布置。
电极尤其膜状地实施，因此它们具有较大的侧面和较小的厚度。尤其地，在电极的侧面或每个侧面上布置有具有活性材料的涂层。分离件分别布置在相邻布置的不同电极的侧面之间。尤其地，电极的未涂覆部分作为导体从壳体中延伸出来。
尤其地，阳极和阴极分别在电池电池单元内彼此并联连接，从而至少多个阳极与第一导体导电连接并且多个阴极与第二导体导电连接。
尤其地，第一袋式电池单元的第一导体经由电池单元连接件与相邻于第一袋式电池单元布置的第二袋式电池单元的第二导体连接。因此，能够以已知的方式在电池模块内实现袋式电池单元的串联连接。
然而，袋式电池单元也能够以已知的方式彼此布置成并联连接。
电池电池单元的壳体尤其是用于袋式电池单元的、尤其是可变形的复合膜。如果壳体仅可塑性变形，则讨论的是硬壳并将电池电池单元例如称作为棱柱形电池单元。在当前情况下，电池电池单元尤其是袋式电池单元。然而，原则上，本发明也可以应用于棱柱形电池单元。
例如实施为涂覆有活性材料的导电膜的、作为电极的阳极和阴极以及分离件是电池电池单元的已知部件。它们可以按预设的顺序堆叠地布置在电池电池单元中。壳体填充有尤其液态的电解质。
袋式电池单元尤其是含有锂的电池电池单元、尤其是二次电池单元(Sekundärzelle,有时也称为可充电电池单元)。
每个袋式电池单元具有基本上方体的壳体，其中袋式电池单元以相互叠置的侧面堆叠地布置在电池模块中，所述侧面为袋式电池单元的最大面。方形的壳体的其余面称为第一端面和第二端面。
散热器、例如被液体穿流的冷却通道尤其地布置在第二端面处并且沿着多个袋式电池单元和它们的第二端面延伸。
尤其地，连接部布置在电池单元连接件的第一区段处并且接触面布置在电池单元连接件的第二区段处。第二区段横向于第一区段延伸。
尤其地，电池单元连接件具有仅两个彼此横向定向的面元件，其中第一区段布置在第一面元件处并且第二区段布置在第二面元件处。
尤其地，电池单元连接件实施为板件，其中第二区段相对于第一区段变形地布置。
尤其地，连接部布置在电池单元连接件的第一区段的共同的侧向面处。在第一区段处，电池单元连接件尤其具有朝向壳体的第一端面定向的第一面和相对于第一面相反地定向的第二面。连接部要么两者都布置在第一面上，要么两者都布置在第二面上。连接部可以经由导电的粘合剂连接、钎焊连接(Lötverbindung)、焊接连接等形成。连接部优选地布置在第二面上。
尤其地，第一袋式电池单元的导体的部分构造与第一区段的第一连接面，而第二袋式电池单元的导体的部分构造与第一区段的第二连接面。连接面横向于接触面延伸。
尤其地，第一区段布置在第一端面和连接部或连接面之间。
尤其地，电池单元连接件相对于散热器电绝缘。
尤其地，电绝缘涂层或电绝缘膜或导热(但是尤其电绝缘)膏布置在电池单元连接件和散热器之间。
不定冠词(“一”、“一个”、“一种”和“一次”)尤其在专利权利要求和重复它们的说明书中的使用应作为这样的而不作为数词来理解。相应地以这种方式引入的术语或部件因此应如此来理解，即其至少存在一次并且但是尤其也可多次地存在。
预防性地应该注意，这里使用的数字(“第一”，“第二”，...)主要(仅)用于区分多个相似的物体，大小或过程，因此尤其是没有彼此强制性地预设这些物体、大小或过程的顺序和/或相关性。如果相关性和/或顺序是必要的，则这在此处明确说明或者对于本领域技术人员在研究具体描述的设计方案时是显而易见的。如果零件可以出现多次(“至少一次”)，则对所述零件中的一个的描述相同地适用于多个所述零件中的所有或一部分，但是这不是强制性的。
附图说明
下面借助于附图更详细地阐述本发明以及技术环境。应该指出，本发明不应通过所列举的实施例被限制。尤其地，只要没有另外明确呈现，也可行的是提取附图中阐述的事实的部分方面并将它们与来自本说明书的其他组成部分和知识相结合。尤其地应该指出，附图且尤其是所示出的尺寸比例关系仅仅是示意性的。在此：
图1以透视图显示了电池模块；且
图2以透视图显示了电池单元连接件。
具体实施方式
图1以透视图显示了电池模块1。图2以透视图显示图1中使用的电池单元连接件8。下面一起描述图1和图2。
电池模块1包括多个袋式电池单元2,3。每个袋式电池单元2,3具有带有两个彼此相对而置的最大的侧面5的壳体4。袋式电池单元2,3以相互叠置的侧面5堆叠地布置在电池模块1中。在当前情况下，每个袋式电池单元2,3具有两个阳极、两个阴极以及在不同电极之间、即在每个阴极和每个阳极之间具有分离件。这些部件，即电极和分离件，布置在壳体4中(且此处未示出)。每个阳极与从壳体4延伸出来的第一导体6导电连接，并且每个阴极与从壳体4延伸出来的第二导体7导电连接。
每个袋式电池单元2,3具有基本上方形的壳体4，其中袋式电池单元2,3以相互叠置的侧面5堆叠地布置在电池模块1中，所述侧面5为袋式电池单元2,3的最大面。方形的壳体4的其余面称为第一端面9和第二端面12。
袋式电池单元2,3在此如此地实施，即使得在所述一个第一端面9处仅仅布置第一导体6并且在相对而置的第一端面9处仅仅布置第二导体7。相邻布置的袋式电池单元2,3分别不同地定向，使得在相邻的袋式电池单元2,3的并排而置的第一端面9处第一袋式电池单元2的第一导体6经由电池单元连接件8与第二袋式电池单元3的第二导体7连接。
因此，第一袋式电池单元2的第一导体6经由电池单元连接件8与相邻于第一袋式电池单元2布置的第二袋式电池单元3的第二导体7连接。因此，能够以已知的方式在电池模块1内实现袋式电池单元2,3的串联连接。
在每个袋式电池单元2,3处，在壳体外的导体6,7分别联结至共同的电池单元连接件8。因此，每个单独的袋式电池单元2,3的阳极和阴极分别彼此并联连接，使得至少多个阳极与第一导体6导电连接并且多个阴极与第二导体7导电连接。
电池单元连接件8从布置在壳体4的第一端面9处的与导体6,7的连接部10出发沿着第一端面9延伸到散热器11。散热器11布置在壳体4的相邻于第一端面9布置的第二端面12处，且越过多个袋式电池单元2,3延伸。电池单元连接件8经由接触面13与散热器11连接。
散热器11在此是被液体穿流的冷却通道。
连接部10布置在电池单元连接件8的第一区段14处并且接触面13布置在电池单元连接件8的第二区段15处。第二区段15横向或垂直于第一区段14延伸。
电池单元连接件8具有仅两个彼此横向定向的面元件16,17，其中第一区段14布置在第一面元件16处并且第二区段15布置在第二面元件17处。
电池单元连接件8实施为板件，其中第二区段15相对于第一区段14变形地布置。
连接部10布置在电池单元连接件8的第一区段14的共同的侧向面18处。在第一区段14处，电池单元连接件8具有朝向壳体4的第一端面9定向的第一面和相对于第一面相反地定向的或相对而置地布置的第二面。连接部10要么两者都布置在第一面上，要么两者都布置在第二面上。连接部10可以经由导电的粘合剂连接、钎焊连接、焊接连接等形成。连接部10优选地布置在此处示出为侧向面18的第二面上。
第一袋式电池单元2的第一导体6构造与第一区段14的第一连接面19，而第二袋式电池单元3的第二导体7构造与第一区段14的第二连接面20。连接面19,20横向于接触面13延伸。
第一区段14布置在第一端面9和连接部10或连接面19,20之间。
电池单元连接件8相对于散热器11电绝缘。为此，电绝缘膜21或导热膏被布置在电池单元连接件8和散热器11之间。
附图标记列表
1 电池模块
2 第一袋式电池单元
3 第二袋式电池单元
4 壳体
5 侧面
6 第一导体
7 第二导体
8 电池单元连接件
9 第一端面
10 连接部
11 散热器
12 第二端面
13 接触面
14 第一区段
15 第二区段
16 第一面元件
17 第二面元件
18 面
19 第一连接面
20 第二连接面
21 膜。

Claims (8)

1.一种电池模块(1)，其至少包括多个袋式电池单元(2,3)，其中，每个袋式电池单元(2,3)具有带有两个彼此相对而置的最大的侧面(5)的壳体(4)；其中，所述袋式电池单元(2,3)以相互叠置的侧面(5)堆叠地布置在所述电池模块(1)中；其中，每个袋式电池单元(2,3)具有至少一个阳极、至少一个阴极以及在不同电极之间具有分离件，它们布置在所述壳体(4)内；其中，所述至少一个阳极与从所述壳体(4)延伸出来的第一导体(6)导电连接，并且所述至少一个阴极与从所述壳体(4)延伸出来的第二导体(7)导电连接;其中，彼此相邻布置的袋式电池单元(2,3)的导体(6,7)的至少一部分经由电池单元连接件(8)彼此导电连接；其中，所述电池单元连接件(8)从在所述壳体(4)的第一端面(9)处布置的与所述导体(6,7)的连接部(10)出发，沿着所述第一端面(9)延伸到散热器(11)，所述散热器(11)布置在所述壳体(4)的相邻于所述第一端面(9)布置的第二端面(12)处且越过多个袋式电池单元(2,3)延伸；其中，所述电池单元连接件(8)经由接触面(13)与所述散热器(11)连接。
2.根据专利权利要求1所述的电池模块(1)，其中，所述连接部(10)布置在所述电池单元连接件(8)的第一区段(14)处并且所述接触面(13)布置在所述电池单元连接件(8)的第二区段(15)处；其中，所述第二区段(15)横向于所述第一区段(14)延伸。
3.根据专利权利要求2所述的电池模块(1)，其中，所述电池单元连接件(8)具有仅两个彼此横向定向的面元件(16,17)，其中，所述第一区段(14)布置在第一面元件(16)处并且所述第二区段(15)布置在第二面元件(17)处。
4.根据前述专利权利要求2和3中任一项所述的电池模块(1)，其中，所述连接部(10)布置在所述电池单元连接件(8)的共同的侧向面(18)处。
5.根据前述专利权利要求2至4中任一项所述的电池模块(1)，其中，第一袋式电池单元(2)的导体(6,7)的部分构造第一连接面(19)，而第二袋式电池单元(3)的导体(6,7)的部分构造带有所述第一区段(14)的第二连接面(20)；其中，所述连接面(19,20)横向于所述接触面(13)延伸。
6.根据前述专利权利要求2至5中任一项所述的电池模块(1)，其中，所述第一区段(14)布置在所述第一端面(9)和所述连接部(10)之间。
7.根据前述专利权利要求中任一项所述的电池模块(1)，其中，所述电池单元连接件(8)相对于所述散热器(11)电绝缘。
8.根据专利权利要求7所述的电池模块(1)，其中，电绝缘涂层或膜(21)布置在所述电池单元连接件(8)和所述散热器(11)之间。
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