CN114730953A - 具有多个沿接合方向依次相续地布置的电池模块的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有多个沿接合方向(F)依次相续地布置的电池模块(1)的装置，所述电池模块分别具有基体(2)，所述基体由成组的电池单池(3)沿接合方向(F)贯穿。为了这样设计本文开头所述类型的装置，使得电池模块的电连接与电池模块的机械连接脱耦，建议在相邻的电池模块(1)之间设置间隔框架(4)，所述间隔框架包括至少一个支撑在电池模块(1)的基体(2)上的间隔保持器(5)和用于多重地电接触所述电池模块(1)的穿孔(6)。

Description

具有多个沿接合方向依次相续地布置的电池模块的装置
技术领域
本发明涉及一种具有多个沿接合方向依次相续地布置的电池模块的装置，所述电池模块分别具有基体，所述基体由成组的电池单池沿接合方向贯穿。
背景技术
由现有技术已知将电池模块串联地相互连接的装置。这些电池模块分别包括一组电池单池，所述电池单池沿接合方向贯穿电池模块，其中，电池单池的纵轴线沿接合方向延伸。因此例如在DE102015013377A1中，相邻的电池模块的电池单池通过布置在板上的导电的接触弹簧电地和机械地相互连接。然而在此不利的是，对于电池单池在电池模块中的这种支承，电接触的质量是以牺牲机械灵活性和稳定性为代价的。
电池单池与接触弹簧的在现有技术中常见的材料接合式连接在这种实施方式中即在机械负荷下导致支承结构的机械超定义，因为由于电池模块的不断改变的相对位置将力通过电池单池与板的经由接触弹簧的材料接合的电连接导入电池单池中。然而，电池单池和板在其特性中并没有设计用于承接这种机械负荷。
作为对此的备选例如由DE202015006545U1已知，取代材料接合式连接使用在机械上更灵活的连接，例如布置在接触板上的压在电池单池上的突起部。然而，电池单池的极可能由此相对于突起部横向移动，使得电接触的质量变差。
发明内容
因此本发明所要解决的技术问题在于，这样将电池模块相互连接，使得电池模块的电连接与电池模块的机械连接脱耦。
该技术问题按本发明由此解决，即在相邻的电池模块之间设置间隔框架，所述间隔框架包括至少一个支撑在电池模块的基体上的间隔保持器和用于多重地电接触所述电池模块的穿孔。所述间隔保持器将相邻的电池模块相间隔，因此这些电池模块不会沿接合方向彼此靠近并且由此在电池模块之间保持定义的最小距离，其中，相邻的电池模块的各个单独的电池单池穿过间隔框架的穿孔直接地或者例如通过柔性的导体或者接触弹簧电连接，因此电池单池在组织内部横向于接合方向在相应的支承结构中保持可移动。尤其对于电池单池至少部分地从基体突伸出的电池模块，不期望的机械力在没有间隔框架的情况下可作用在各个单独的电池模块上。与之不同，在按照本发明的装置中，出现的机械力沿接合方向导入间隔保持器中并且由此防止由这些机械力产生的负荷传递到电池单池上并且损坏这些电池单池。在一种优选的实施方式中，分别只一个电池单池与相邻电池模块的另一个电池单池连接，以便不只使得多个相互邻接的电池模块的电池单池彼此机械脱耦，而且也使得一个电池模块的电池单池彼此机械脱耦。可能作用在一个电池单池上的力由此不会通过机械的连接元件传递到其它的电池单池上。间隔保持器相对于基体也可以横向于接合方向地在一个或者两个空间方向上被止挡限制，因此不只沿接合方向的力可以通过间隔保持器承接，而且横向于接合方向作用的横向力也可以通过间隔保持器承接。
为了在通过温度调节流体对电池模块的共同温度调节中实现电池模块之间的机械脱耦的流体连接，建议所述电池模块的基体形成用于温度调节流体的流动通道，并且间隔框架具有流体通道，所述流体通道将电池模块的流体出口与相邻的电池模块的流体入口连接。电池模块的共同温度调节表示，温度调节流体直接并行地或者串行地流过成组的电池模块，也就是从一个电池模块的流动通道直接被进一步地导入相邻电池模块的流动通道中。在此，流体通道通过间隔框架在相邻的电池模块之间形成流体密封的连接并且连接相邻的电池模块的流体接口、即流体入口和流体出口。流体通道在此装入相互邻接的电池模块的设计为开口的流体入口和流体出口中。在此，在以下情况下形成特别简单的结构设计条件，即借助环绕的密封件流体密封地相对于流体接口的开口封闭流体通道。
流体通道可以通过以下方式机械地与间隔框架脱耦，即所述流体通道横向于接合方向浮动地支承在间隔框架上。由此可以补偿在间隔框架或者电池模块上横向于接合方向实现的力作用，因此机械负荷不会影响流体通道与流体接口之间的密封或者甚至损坏流体动力学的构件。通过流体通道的浮动支承，流体入口和流体出口以及流体通道在力作用时也保持彼此相对的定向。
在制造技术上简单和成本低廉的实施方式可以通过以下方式实现，即所述流体通道通过至少一个注塑成型(或称为压铸)的弹簧与间隔框架连接。通过以注塑成型方法制造，浮动支承可以简单地设计为间隔框架的集成组成部分并且不需要安装其它构件，由此减少了装置的购置成本和制造成本。在优选的实施方式中，间隔框架包括流体通道，所述流体通道借助弹簧舌部支承在具有比流体通道更大的横截面的穿孔中。
间隔框架与电池模块的组装以及其在投入运行时的通风可以通过以下方式简化，即针对每个电池模块设置有至少两个朝向所述间隔框架的流体接口，并且所述间隔框架针对这些流体接口包括具有较小流动阻力的连续的流体通道和中断的或者具有较大流动阻力的流体通道。所述流体接口可以是流体入口或者流体出口，因为入口或者出口只由温度调节流体的流动方向定义。所述中断的或者具有较大流动阻力的流体通道在最简单的情况下可以是封闭的，或者只以相对于流体通道的横截面小很多的开口流动连接(或者说连通)。具有较大流动阻力的较小开口的优点是，流动通道能够与电池模块的空间位置无关地更好地通风并且仍形成定义的流动方向。如果间隔框架在此相对于流体通道点对称或者至少镜面对称地设计，则可以通过间隔框架的转向在相邻的电池模块中预设期望的流动方向，而不需要设置不同的间隔框架。
除了相邻电池模块的电池单池的穿过间隔框架的串联电连接之外，可以通过以下方式简单和灵活地实现电池模块的电池单池的并联电连接，即在至少一个电池模块与间隔框架之间设置有用于在外周侧平行地接触电池单池的平行板，所述平行板具有用于各个单独的电池单池的凹口。这个平行板实现了电池模块的电池单池的所有组或者单独组的并联电连接，更确切地说与相邻电池模块的电池单池的相互对置的单池极的接触无关并且与电池单池在基体中的接合过程无关。在此，特别小的结构高度可以通过以下方式实现，即间隔框架具有用于平行板的接触舌或者接触弹簧的容纳部。
为了在机械和电连接的所建议的脱耦的情况下仍改善按照本发明的装置的机械稳定性，建议所述间隔框架的穿孔形成用于接触装置的容纳部，所述接触装置用于串联地连接各个单独的电池单池。这些接触装置可以具有基本上无间隙地装入间隔框架的容纳部中的空心体，将相邻的电池单池连接的接触弹簧这样支承在所述空心体中，使得电池单池横向于接合轴线的相对移动在预设的程度上保持能够实现。
为了使多个电池模块连同处于其间的间隔框架在接合之后简单地从外部不受拉力影响地固定，相邻的电池模块的基体可以具有卡锁开口，跨越所述间隔框架的卡锁连接器啮合到所述卡锁开口中。由此可以将拉力、即指使得电池模块沿接合方向彼此远离的力导入卡锁连接器并且不会导致所述装置被拉开。卡锁开口优选处于电池模块的基体的外侧上，因此卡锁连接器也可以随后地从外部装入。附加地，卡锁连接器例如可以通过设计为连续带而固定任意数量的电池模块。在此，卡锁连接附加地实现了不用工具的组装，因为只需要插上卡锁连接器。
相邻的电池模块之间的特别可靠的卡锁连接可以通过以下方式制造，即所述卡锁连接器具有啮合到卡锁开口中的卡锁体，所述卡锁体形成沿拉出方向指向的固定爪。在此，固定爪是以下构件，所述构件将卡锁连接器夹紧在卡锁开口中，以防沿拉出方向、即相对于所述装置来说横向于接合方向的力，并且由此防止卡锁连接松脱。在一种优选的实施方式中，固定爪是由卡锁连接器形成的叶片，所述叶片在预紧的作用下将卡锁连接器支撑(张开)在卡锁开口上。
附图说明
在附图中示例性地显示本发明的技术方案。在附图中：
图1示出按照本发明的装置的分解图，
图2示出这个装置的俯视图，以及
图3以更小的比例尺示出沿着图2的线III-III的剖面并且
图4以更大的比例尺示出沿着图2的线IV-IV的剖面。
具体实施方式
按照本发明的装置具有沿接合方向F依次相续地布置的电池模块1，所述电池模块具有基体2，所述基体由电池单池3贯穿。在相邻的电池模块1之间沿接合方向F设置有间隔框架4，所述间隔框架包括间隔保持器5和用于多重地电接触所述电池单池3的穿孔6。
电池模块1可以是通过流体冷却的，其中，电池模块1的基体2形成流动通道，通过流体接口7为所述流动通道提供温度调节流体。相邻的电池模块1可以通过间隔框架4流体密封地连接，为此设置有流体通道8，所述流体通道根据温度调节流体的流动方向具有较大或者较小的流动阻力并且可以装入流体接口7中。这些流体通道8沿接合方向F朝间隔框架4的两侧延伸。
因为在运行中可能出现热膨胀或者机械的干扰作用，所以流体通道8浮动地支承在间隔框架4中。这例如可以通过间隔框架4上的注塑成型的弹簧舌部9实现。为了改善温度调节流体在电池模块1的基体2中的流动条件，可以在流动通道的相互对置的端部区段上分别设置两个流体接口7，其中，间隔框架4同样针对流动通道的每个端部区段并且因此也针对间隔框架4的每个端部区段分别具有两个流体通道8。
为了在外周侧平行地接触电池单池3，可以在间隔框架4上设置至少一个平行板10，所述平行板可以通过冲压的固定孔11夹紧在间隔框架4上并且同样具有凹口12，所述凹口在周向侧至少部分地包围电池单池3。
如尤其可以在图3中看出的那样，可以在间隔框架4的穿孔6中设置用于接触装置13的容纳部，所述接触装置将相邻的电池模块1的电池单池3这样连接，使得能够确保电池单池3的稳定的机械接触并且同时确保灵活的电接触。
这种接触装置13可以包括套筒14，所述套筒形状配合地装入穿孔6中。在这个套筒14中装入电池单池3，所述电池单池通过沿接合方向布置在套筒14的另一侧上的接触元件15与相邻的电池单池3串联地电接触。电池模块1可以通过跨越间隔框架的卡锁连接器16相互夹紧。这些卡锁连接器16通过具有沿拉出方向指向的固定爪18的卡锁体17啮合到引入电池模块1的基体2中的卡锁开口19中。

Claims (9)

1.一种具有多个沿接合方向(F)依次相续地布置的电池模块(1)的装置，所述电池模块分别具有基体(2)，所述基体由成组的电池单池(3)沿接合方向(F)贯穿，其特征在于，在相邻的电池模块(1)之间设置间隔框架(4)，所述间隔框架包括至少一个支撑在所述电池模块(1)的基体(2)上的间隔保持器(5)和用于多重地电接触所述电池模块(1)的穿孔(6)。
2.按权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电池模块(1)的基体(2)形成用于温度调节流体的流动通道，并且间隔框架(4)具有流体通道(8)，所述流体通道将电池模块(1)的流体出口(7)与相邻的电池模块(1)的流体入口(7)连接。
3.按权利要求2所述的装置，其特征在于，所述流体通道(8)横向于接合方向(F)浮动地支承在间隔框架(4)上。
4.按权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述流体通道(8)通过至少一个注塑成型的弹簧(9)与间隔框架(4)连接。
5.按权利要求2至4之一所述的装置，其特征在于，针对每个电池模块(1)设置有至少两个朝向所述间隔框架(4)的流体接口(7)，并且所述间隔框架(4)针对这些流体接口(7)包括具有较小流动阻力的连续的流体通道(8)和中断的或者具有较大流动阻力的流体通道(8)。
6.按权利要求1至5之一所述的装置，其特征在于，在至少一个电池模块(1)与间隔框架(4)之间设置有用于在外周侧平行地接触电池单池(3)的平行板(10)，所述平行板具有用于各个单独的电池单池(3)的凹口(12)。
7.按权利要求1至6之一所述的装置，其特征在于，所述间隔框架(4)的穿孔(6)形成用于接触装置(13)的容纳部，所述接触装置用于串联地连接各个单独的电池单池(3)。
8.按权利要求1至7之一所述的装置，其特征在于，相邻的电池模块(1)具有卡锁开口(19)，跨越所述间隔框架(4)的卡锁连接器(16)啮合到所述卡锁开口中。
9.按权利要求8所述的装置，其特征在于，所述卡锁连接器(16)具有啮合到卡锁开口(19)中的卡锁体(17)，所述卡锁体形成沿拉出方向指向的固定爪(18)。
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