CN115295914A - 冷板组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种冷板组件。用于包括多个电池单元的电池模块的冷板组件包括：第一冷板，该第一冷板包括多个开口；第二冷板，该第二冷板包括多个开口并且被布置在第一冷板下方，使得第二冷板的开口与第一冷板的开口至少部分地对准，其中，第二冷板和第一冷板连结在一起并且在第一冷板与第二冷板之间形成有用于容纳冷却流体的多个通道；以及互连层，该互连层包括用于电连接多个电池单元的多个互连件并且被布置在第二冷板下方，使得每个互连件能至少部分地经由第一冷板的开口和第二冷板的对应开口接近。

Description

冷板组件
技术领域
本发明涉及包括多个电池单元的电池模块的领域，并且更具体地涉及用于包括多个电池单元的电池模块的冷板组件。
背景技术
电池单元、特别是包括密集地封装在电池模块的有限空间内的多个电池单元(例如数十、数百或甚至数千个电池单元)的电池模块以及包括一个或多个这种电池模块的电池组在可再生能源使用和存储中发挥着越来越大的作用。例如，近年来，全部或至少部分使用存储在一个或多个这种电池组中的电力以用于推进的机动车辆(例如电动车辆或混合动力车辆)的普及和广泛使用显著增加，使得这些机动车辆倾向于替代传统的基于燃料的车辆。电动车辆和混合动力车辆中的这种一个或多个电池组也可被称为牵引电池组。另一方面，基于燃料的车辆也可以使用一个或多个这样的电池组作为机动车辆起动器电池。
电动车辆和混合动力车辆的性能(例如加速过程、最大可实现速度以及电动里程，即，使用存储在电池组的多个电池单元中的电力的机动车辆的行驶里程)高度依赖于电池单元的特性，特别地依赖于电池单元的存储容量、电池单元的尺寸和重量，而且还依赖于电池单元的温度管理。
特别地，电池单元的温度对于电池单元操作的性能是关键的，例如对于电池单元的充电和放电容量。电池单元的温度、特别是电池单元的温度管理也影响电池单元的寿命，并因此影响电池模块和电池组的寿命。在操作期间，电池单元产生热，并且在诸如热失控或热逃逸、过充电、过热等事件中也可能释放排放气体或废气。电池单元的有效冷却对于电池单元的性能是至关重要的。此外，可能的排放气体的有效排放增加了电池组的操作期间的安全性。
更进一步，由于多个电池单元安装在电池模块中，如上所述的电池模块可能容纳用于提供所需的电能存储容量的大量电池单元，该电池模块又安装在通常包括多于一个如上所述的电池模块的电池组中，因此还需要在电池组中设置使得能够实现电池单元可能产生的排放气体从电池单元有效逸出以及电池单元的有效冷却的这种装置。此外，在电动车辆和混合动力车辆的示例中，电池组安装在车辆中的可用位置，例如安装在车辆的地板中或车辆的行李箱中的可用空间中，因此电池组具有有限的尺寸并且需要是紧凑的以装配在可用空间中。因此，使得能够实现可能产生的排放气体从电池单元有效逸出以及电池单元的有效冷却的这种装置需要与电池组的紧凑性兼容，并且因此需要装配在电池组中的可用空间中。
因此，需要提供一种装置，该装置使得能够实现电池单元的有效冷却以及可能产生的排放气体从电池单元的有效逸出，同时与电池组的紧凑性和有限尺寸相兼容。
发明内容
所提及的问题和目的通过如下方面的主题来满足。在其它方面中限定了有利的实施方式。
根据本发明的一方面，提供了一种用于包括多个电池单元的电池模块的冷板组件，所述冷板组件包括：第一冷板，所述第一冷板包括多个开口；第二冷板，所述第二冷板包括多个开口并且被布置在所述第一冷板下方，使得所述第二冷板的所述开口与所述第一冷板的所述开口至少部分地对准，其中，所述第二冷板和所述第一冷板连结在一起，并且在所述第一冷板和所述第二冷板之间形成有用于容纳冷却流体的多个通道；以及互连层，所述互连层包括用于电连接所述多个电池单元的多个互连件并且被布置在所述第二冷板下方，使得每个互连件能至少部分地经由所述第一冷板的开口和所述第二冷板的对应开口接近。
根据本发明的另一方面，提供了一种包括多个电池单元和至少一个根据本发明的前一方面的冷板组件的电池模块，其中，所述多个电池单元经由所述至少一个冷板组件的所述互连层的所述多个互连件而彼此电连接。
根据本发明的又一方面，提供了一种组装本发明的前一方面的电池模块的方法，所述方法包括以下步骤：
经由所述第一冷板的开口和所述第二冷板的开口将所述多个电池单元电连接到所述至少一个冷板组件的所述多个互连件。
附图说明
现在将参考附图描述本发明的实施方式，这些实施方式是为了更好地理解本发明的发明构思而提供的，但不应被视为限制本发明，在附图中：
图1示意性地示出了根据本发明的实施方式的电池模块；
图2示意性地示出了根据本发明的实施方式的电池模块；
图3示意性地示出了根据本发明的实施方式的冷板组件；
图4A和图4B示意性地示出了根据本发明的实施方式的冷板组件的一部分的横截面图；
图5示意性地示出了根据本发明的实施方式的冷板组件的冷却配件；
图6示意性地示出了根据本发明的实施方式的冷板组件的开口的俯视图；
图7示意性地示出了根据本发明的实施方式的两个冷板组件的互连层；
图8示意性地示出了根据本发明的实施方式的电池模块中的电流的流动；
图9示意性地示出了根据本发明的实施方式的冷板组件的仰视图；
图10示意性地示出了根据本发明的实施方式的冷板组件的俯视图；
具体实施方式
图1示意性地示出了根据本发明的实施方式的电池模块100。电池模块100包括位于顶侧的第一冷板组件10-1和位于底侧的第二冷板组件10-2。第一冷板组件10-1和第二冷板组件10-2也可以根据图1中的名称“顶部”和“底部”而被称为顶部冷板组件10-1和底部冷板组件10-2。然而，在本发明的其它实施方式中，如将在下面进一步详细描述的，第一冷板组件10-1可以位于电池模块100的底侧，而第二冷板组件10-2可以位于电池模块100的顶侧。
电池模块100中的多个电池单元(图1中不可见)被布置在第一(顶部)冷板组件10-1和第二(底部)冷板组件10-2之间(见图2)，并且经由第一(顶部)冷板组件10-1和第二(底部)冷板组件10-2彼此电连接，其细节将在下面进一步详细描述。
多个电池单元20中的每一个被插入到电池保持器40的通孔中。第一(顶部)冷板组件10-1和第二(底部)冷板组件10-2中的每一者安装在电池保持器40上。该安装可以通过使用图1中所示的安装装置42来执行，例如螺母和螺栓、铰链等。安装装置42可以设置(布置)在于第一(顶部)冷板组件10-1和第二(底部)冷板组件10-2的周边处以及因此于电池保持器40的周边处设置的安装点中。另外，安装装置42还可以设置(布置)在于第一(顶部)冷板组件10-1和第二(底部)冷板组件10-2的中心部分中以及因此电池保持器40的中心部分中的预定位置上设置的安装点中，如图1所示。所设置的安装装置42和安装点的数量和位置可以取决于电池模块100的重量。这可以取决于容纳在电池模块100中的电池单元的数量。因此，随着容纳在电池模块100中的电池单元的数量增加，可以设置更多的安装装置以及因此更多的安装点。
在本发明的另一实施方式中，可以通过使用粘合剂进行结合来执行安装。在本发明的又一实施方式中，安装可以通过使用所述安装装置42和通过使用粘合剂进行结合来执行。
此外，安装装置42(当设置了时)可以用于在电池模块100的组装过程期间定位第一(顶部)冷板组件10-1和第二(底部)冷板组件10-2。
电池保持器40可以包括一个或多个凹部45。在每个这样的凹部45中，可以安装一个电池管理系统(BMS)模块30，如下面进一步详细描述的。例如，在图1所示的电池模块100中，设置两个电池管理系统模块30，一个在电池保持器40的前表面上，一个在电池保持器40的相对的(后)表面上。
然而，在本发明的实施方式中，也可以省略上述电池保持器40。换言之，在本发明的实施方式中，电池模块100可以不包括所提及的电池保持器40。换言之，多个电池单元可以被布置在第一(顶部)冷板组件10-1和第二(底部)冷板组件10-2之间并且经由第一(顶部)冷板组件10-1和第二(底部)冷板组件10-2彼此电连接，而无需将多个电池单元中的每一个电池单元插入到电池保持器40的通孔中。例如，多个电池单元可以仅通过经由第一(顶部)冷板组件10-1和第二(底部)冷板组件10-2彼此电连接而被保持在适当位置。举例来说，本发明的这种实施方式在图8中示出。在本发明的另一个实施方式中，通过经由第一(顶部)冷板组件10-1和第二(底部)冷板组件10-2彼此电连接而被进一步保持在适当位置的多个电池单元可以另外被其它装置支撑，例如一个或多个框架或通过使用粘合剂或灌封材料。
如图1所示，电池模块100的形状可以是长方体。在本发明的其它实施方式中，电池模块100的形状可以不同于长方体的形状，并且可以根据电池模块100的封装约束而采取任何种类的其它形状。
更具体地，根据本发明的实施方式，一个或多于一个电池模块100可以被封装在一起，例如封装在壳体中，以形成电池组(图1中未示出)。因此，根据本发明的实施方式的电池组可以具有包括电池组壳体和一个或多个电池模块100的模块化装置。如上所述，电池组中的不同电池模块100可具有不同的形状，这取决于电池模块在电池组壳体中的封装约束。
如图1中所示，电池模块100的第一(顶部)冷板组件10-1和第二(底部)冷板组件10-2中的每一者包括诸如冷却连接配件16之类的特征。这些冷却连接配件16可以包括至少一个入口构件16和至少一个出口构件16(其细节将在下面进一步详细阐述)，以用于在第一(顶部)冷板组件10-1和第二(底部)冷板组件10-2中的每一者中分配用于冷却多个电池单元的冷却流体。
电池模块100的第一(顶部)冷板组件10-1可包括两个侧连接件18、19(其细节将在下面进一步详细描述)，以用于连接电池模块100的主正极端子和主负极端子。尽管图1示出了电池模块100的第一(顶部)冷板10-1包括两个侧连接件18、19(并且因此，第二(底部)冷板组件10-2不包括这种侧连接件)，但在本发明的其它实施方式中，如将在下面进一步详细描述的，第一冷板组件10-1和第二冷板组件10-2中的每一者可以均包括一个侧连接件。在本发明的又一实施方式中，第二(底部)冷板组件10-2可以包括两个侧连接件(并且因此，第一(顶部)冷板组件10-1可以不包括这样的侧连接件)。在本发明的这些实施方式中，第一(顶部)冷板组件10-1和第二(底部)冷板组件10-2的位置被颠倒(revert)。
第一(顶部)冷板组件10-1和第二(底部)冷板组件10-2中的每一者还可以包括连接件131(其细节将在下面进一步详细描述)和/或温度传感器90。具体地说，连接件131可以用于经由例如设置在每个电池管理系统(BMS)模块30上的一个或多个对应的连接件31与一个或多个电池管理系统(BMS)模块30建立电连接。
图2示意性地示出了作为根据本发明的实施方式的电池模块100和构造的示例而提供的电池模块100的视图，在该电池模块中第一(顶部)冷板组件10-1被向上提升。
如图2所示，并如上所述，电池模块100包括插入电池保持器40的通孔41中的多个电池单元20。电池单元20具有细长的形状，在一个轴向端上具有正极21(或端子)(示意性地用多个同心圆表示)并且在相对的轴向端上具有负极22(或端子)(示意性地表示为完全平坦的)。多个电池单元20沿着它们相应的纵向轴线彼此平行地布置。多个电池单元20以多个具有预定数量的电池单元20的组的形式布置。在本发明的这个实施方式中，多个电池单元20以多个具有预定数量的电池单元20的组的形式布置意味着电池单元的正极21和负极22的定向相对于在图2中表示为自底部至顶部(自下向上)的轴线在不同的组之间交替。
在图2中示出了用虚线圈出的一个这样的组201，其中电池单元20被布置成使得正极21面向上(顶部方向)。对于电池单元20的被圈出的组201中的电池单元20来说，电池单元20的上(顶部)部分是电池单元20的正极21。因此，在该电池单元20的组(图2的前部中的被圈出的最左边的电池单元20的组)中，电池单元20被定向成使得该组中的每个电池单元20的正极21面向上(电池模块100的顶侧，在被表示为底部至顶部的轴线上的顶部方向)并且每个电池单元的负极面向下(电池模块100的底侧，在被表示为底部至顶部的轴线上的底部方向)。在与第一组201相邻的组中，电池单元20被定向成使得相邻组中的每个电池单元20的负极22面向上(电池模块100的顶侧，在被表示为底部至顶部的轴线上的顶部方向)，并且相邻组中的每个电池单元20的正极21面向下(电池模块100的底侧，被表示为底部至顶部的轴线的底部方向)。
在本发明的另一实施方式中，在电池单元20的定向不同的情况下，其中正极被上下翻转，整个电池模块100的主正极端子和主负极端子被颠倒。因此，在本发明的这个实施方式中，第一冷板组件10-1位于电池模块100的底侧，而第二冷板组件10-2位于电池模块100的顶侧。
每个组中的电池单元20的数量可以根据诸如输出电流和电压电平之类的各种设计规格而变化。每个组中的电池单元20可以并联连接，并且不同的组可以串联连接，如将在下面进一步详细描述的。在本发明的其它实施方式中，其它构造也是可能的，如将在下面进一步详细描述的。
在图2所示的本发明的该实施方式中，当组装电池模块100时，将电池单元20中的每一个都插入电池保持器40的通孔41中。然而，如上所述，电池保持器40也可以省略，如图8所示。
布置在电池组中的所有电池模块100之间的电池单元20的数量可以相同。在本发明的不同实施方式中，布置在电池组中的所有电池模块100之间的电池单元20的数量可以不同。
电池模块100还包括至少一个如上所述的电池管理系统(BMS)模块30。举例来说，图2中所示的电池模块100包括两个电池管理系统(BMS)模块30，然而，在本发明的不同实施方式中，电池模块100可包括一个电池管理系统模块30或多于两个的电池管理系统模块30。
电池管理系统模块30通常是包括一个或多个电子电路的电子系统，以用于管理多个电池单元20，例如监测电池单元中的所有或至少部分电池单元的电压、监测电池单元中的所有或至少部分电池单元的温度、执行计算、给出指令等。BMS 30可以安装在电池模块100的侧面上，例如可以安装在电池保持器40上，并且更具体地可以安装在设置在电池保持器40中的凹部45中，如上所述。
在本发明的这个实施方式中，BMS 30在布置在电池组中的所有电池模块100上都是相同的。然而，在本发明的另一实施方式中，例如由于成组布置的电池单元20的数量不同或其它原因，布置在电池组中的不同电池模块100上的BMS 30可以彼此不同。也可能的是，图2所示的电池模块100中设置的两个BMS彼此不同。
BMS 30可以包括至少一个连接构件31，以用于将该BMS 30电连接到第一(顶部)冷板组件10-1和第二(底部)冷板组件10-2中的每一者的相应的连接构件131。
图2示出了如关于图1详细描述的第一(顶部)冷板组件10-1和第二(底部)冷板组件10-2的特征。更具体地说，如上所述，每个冷板组件包括如上所述的入口构件16和出口构件16。此外，如上所述，第一(顶部)冷板组件10-1包括两个侧连接件18、19，这两个侧连接件被布置成垂直于冷板组件10-1的平面，以用于将电池模块100的主正极端子和主负极端子连接到相应的电导体，诸如汇流条或电缆。这种电导体可以安装在设置在电池保持器40的对应侧表面上的安装点43上。下面将进一步描述根据本发明的实施方式的冷板组件10-1、10-2。
多个电池单元20中的各个电池单元经由冷板组件10-1、10-2彼此电连接，如将在下面进一步详细描述的。
图3示出了根据本发明的实施方式的电池模块100的第一(顶部)冷板组件10-1的进一步细节。
冷板组件10-1包括彼此连结的多于一个的层。更具体地说，冷板组件10-1是用于利用将电池模块100内部的电池单元20串联和/或并联连接的互连件来冷却的电池单元20的冷板组件。如果需要，也可以根据设计规格设置绝缘层。
冷板组件10-1包括具有多个开口111的第一冷板和具有多个开口111的第二冷板，该第二冷板被布置在第一冷板的下方，使得第二冷板的开口与第一冷板的开口至少部分地对准。第一冷板在此也可以称为在顶部冷板的下方，第二冷板在此也可以称为在底部冷板的下方。包括多个开口的第一冷板和包括多个开口的第二冷板也可以被理解为是穿孔板的第一冷板和第二冷板。第一冷板的开口111的直径可以与第二冷板的开口111相同，但也可以不同于第二冷板的开口111的直径。第一冷板和第二冷板的材料是导热材料。此外，在本发明的一些实施方式中，第一冷板和第二冷板的材料可以是导电材料，而在本发明的其它实施方式中，可以是电绝缘材料。作为具体示例，第一冷板和第二冷板的材料可以是金属，例如铝，或者金属合金，例如钢，或者可以是聚合物材料。聚合物材料可以是电绝缘材料。聚合物材料也可以是复合聚合物材料。第一冷板和第二冷板的材料可以相同。在本发明的一些实施方式中，第一冷板的材料可以不同于第二冷板的材料。
第一冷板和第二冷板的开口111用于电连接电池单元20，例如使用激光焊接，如将在下面进一步详细描述的。此外，第一冷板和第二冷板中的开口111使得能够在产生排放气体(废气)时产生电池单元的排气。在诸如电池单元20的热逸出、过充电、过热和类似的异常操作的情况下可能产生的电池单元的排放气体或废气能够经由第一冷板和第二冷板的开口111离开电池单元20的环境。此外，第一冷板和第二冷板的开口使得能够对电池单元20执行下线测试或生产线终端测试。
第二冷板与第一冷板连结在一起，并且在第一冷板与第二冷板之间形成有用于容纳冷却流体的多个通道。
图4A示意性地示出了冷板组件10-1、10-2的一部分的横截面图。图4B示出了冷板组件10-1、10-2的一部分的横截面图，并且更具体地示意性地示出了第一冷板11-1和第二冷板11-2、开口111和形成在第一冷板11-1和第二冷板11-2之间的通道112的横截面图。
第一冷板11-1可以具有平面形状和/或带有突起和/或凹陷的平面形状，该突起和/或凹陷用于形成容纳冷却流体的多个通道112。类似地，第二冷板11-2可具有平面形状和/或带有突起和/或凹陷的平面形状，该突起和/或凹陷用于形成容纳冷却流体的多个通道112。例如，第二冷板10-2可以整体均具有平面形状，而第一冷板10-1可以具有带突起或突出物的平面形状，该突起或突出物用于形成容纳冷却流体的多个通道。相反的构造也是可能的。
第一冷板11-1和第二冷板11-2至少在开口111附近和在外周边上连结。如图4A和图4B所示，在本发明的这个实施方式中，第二冷板11-2被布置在第一冷板11-1的下方，使得第二冷板11-2的开口111与第一冷板11-1的开口111对准。这里，第二冷板11-2的开口111与第一冷板11-1的开口111对准应被理解为使得穿过第一冷板11-1的开口111的中心和第二冷板11-2的开口111的中心的轴线(图4B中的虚线)是重叠的。在本发明的其中第二冷板10-2布置在第一冷板10-1的下方，使得第二冷板的开口111与第一冷板的开口111部分地对准的的另一实施方式中，这些轴线可以彼此平行。
在图4A和图4B中，在横截面的所示部分中，例如，第二冷板11-2具有平面形状，而第一冷板11-1具有带有波状突起的平面形状，该波状突起用于形成容纳冷却流体的多个通道112。多个通道112可以在第一冷板11-1和第二冷板11-2之间以例如蛇形方式延伸。图4A还示出了在下面关于图3更详细地阐述的冷板组件10-1、10-2的其它特征。
冷板组件10-1还包括冷却连接配件16，即，用于在如上所述的多个通道112中分配冷却流体的至少一个入口构件16和至少一个出口构件16。图5示出了冷却连接配件16的视图。入口构件16和出口构件16具有管状形状，并且布置在连结的第一冷板11-1和第二冷板11-2的一侧，并且在垂直于连结的第一冷板11-1和第二冷板11-2的平面方向的方向上延伸。入口构件16和出口构件16被构造成连接到用于分配冷却流体的馈线管道或管。冷却流体可以存储在冷却流体箱中。冷却流体箱可以布置在电池组中或电池组的外部。入口构件16和出口构件16可包括用于将它们直接或间接地连接到用于分配冷却流体的管道或管的特征。冷却流体通过入口构件16在多个通道112中供应，并通过出口构件16离开多个通道。通过出口构件16离开的冷却流体可以储存在不同的冷却箱或同一冷却箱中。可以使用泵来分配冷却流体。冷却流体可以是水、油、其混合物或其它合适的冷却流体。
在本发明的不同实施方式中，入口构件16和出口构件16可以布置在结合的第一冷板11-1和第二冷板11-2的相对侧，并具有沿连结的第一冷板11-1和第二冷板11-2的一侧在平行于连结的第一冷板11-1和第二冷板11-2的平面的方向上延伸而不是如图5所示在垂直于连结的第一冷板11-1和第二冷板11-2的平面方向的方向上延伸的管状形状。
冷却流体穿过多个通道112的路由或布设可以以这样的方式来设计，即：使第一冷板11-1和第二冷板11-2的表面温度均匀。例如，可以通过设计多个通道112来布设冷却流体的流动，以表示通流、交叉流、回流或其任意组合。
如图3(和图4A)所示，冷板组件10-1还包括互连层14，该互连层包括多个互连件141(图6中还示意性地示出了一个这种互连件的示例)，以用于将多个电池单元20(彼此)电连接。互连层14被布置在第二冷板11-2的下方，使得每个互连件141至少部分地经由第一冷板11-1的开口111和第二冷板11-2的对应开口111是可接近的(或对准的，或暴露的)，如图6所示。
这里，经由第一冷板11-1的开口111和第二冷板11-2的对应开口111至少部分地可接近(或对准或暴露)的每个互连件141表示经由第一冷板11-1的开口111和第二冷板11-2的对应开口111至少部分地暴露每个互连件141。互连件141的数量可以是从1到n的任何所需数量。互连层14的材料可以是铜或其它导电材料。
图6示出了第一冷板11-1和第二冷板11-2中的一个开口111以及对应的互连件141的示意图。每个互连件可以包括切口143。
可选地，每个互连件141还可以包括如图6所示的开口142。开口142被布置成使得该开口与第一冷板11-1的开口111和第二冷板11-2的对应开口111对准。在本发明的这个实施方式中，穿过第一冷板11-1和第二冷板11-2的开口111以及互连件141的开口143的中心的轴线重叠。在本发明的不同实施方式中，这些轴线可以彼此平行。
切口143和开口142(当设置了时)使得每个电池单元20能够通过互连件141的切口143和开口142通风/通气。更进一步，通过设置开口142和切口143，能够减少互连层14的重量，并且因此减少冷板组件10-1、10-2的重量。
互连层14可以具有如图3所示的不同的厚度。互连层14的不同的厚度可以便于将电池单元20连结到相应的互连件141。例如，当使用激光焊接来将电池单元20连结到相应的互连件141时，激光焊接方法需要更薄的材料以能够焊接到电池单元20。这可以利用互连层14的一些部分更博来实现，例如使多个互连件141中的每一个都比互连层14的周围部分薄来实现。这也使得能够提高冷板组件10-1、10-2的稳定性。在本发明的不同实施方式中，互连层14可以具有均匀的厚度。
如图3所示，互连层14被分成多个互连构件，在互连构件之间设置有间隙。每个互连构件包括来自多个互连件141的预定数量的互连件141，并且被布置成用于以并联和/或串联的连接将一组多个电池单元连接。
图7示意性地示出了互连层14被分成多个互连构件14-1、14-2、14-3、…14-n，该多个互连构件分别用于第一(顶部)冷板组件10-1(图7中的顶部)和第二(底部)冷板组件10-2(图中的底部)的电池模块100。如图7所示，第一(顶部)冷板组件10-1和第二(底部)冷板组件10-2的互连层14之间的互连构件的数量可以不同。
第一(顶部)冷板组件10-1的互连层14还包括上面描述的两个侧连接件18、19，以用于将电池模块100的主端子(正极端子和负极端子)连接到相应的电导体，例如汇流条或电缆。因此，在本发明的这个实施方式中，底部冷板组件10-2的互连层14不包括如图7中所示的侧连接件18、19。在本发明的另一实施方式中，第一(顶部)冷板组件14和第二(底部)冷板组件10-2的互连层14中的每一个可以包括一个侧连接件。在本发明的又一实施方式中，第一(顶部)冷板组件10-1和第二(底部)冷板组件10-2的互连层14的位置可以颠倒。
更进一步，在本发明的这个实施方式中，侧连接件18、19被示出为与互连层14成一体。换句话说，在本发明的这个实施方式中，侧连接件18、19是互连层14的一体部分，或者更具体地说，是对应的互连构件14-1、14-3的一体部分。在本发明的不同实施方式中，侧连接件18、19可以被设置为可从互连层14拆卸。换句话说，根据本发明，在第一(顶部)冷板组件10-1和/或第二(底部)冷板组件10-2上设置侧连接件18、19可以根据电池模块中的需要执行，例如，根据不同组中的电池单元的数量(偶数或奇数)和/或电池单元的正极和负极的定向来执行。侧连接件18、19的设置也可在电池模块100的组装过程期间进行。然而，这并不影响所述冷板组件10-1、10-2的基本功能。
图8示出了每个互连构件14-1、14-2、…、14-n如何并联和/或串联连接一组多个电池单元的示例。图8示出了在电池模块100中连接在第一(顶部)冷板组件10-1和第二(底部)冷板组件10-2之间的多个电池单元20。多个电池单元20相对于它们的正极端子21和它们的负极端子22的布置对应于图2中所示的布置。如图2和图8所示，多个电池单元20被布置成具有交替极性的组。例如，在图8中，在电池模块100的最左前侧处的组201中，电池单元被布置成使得每个电池单元20的正极21面向电池模块100的顶侧，并且每个电池单元20的负极22面向电池模块的底侧。在相邻组202中，电池单元20以相反的方式定向，即，每个电池单元20的负极22面向电池模块100的顶侧，并且每个电池单元20的正极21面向电池模块的底侧。
电流从左(前或后)侧(图8中的侧连接件18或侧连接件19)的电池模块的第一主端子以在第一(顶部)冷板组件10-1的互连构件和第二(底部)冷板组件10-2处的互连构件之间交替的方式流向左(后或前)侧(分别为侧连接件19或侧连接件18)的电池模块的第二主端子。在本发明的这个实施方式中，互连构件14-1、14-2、…、14-n并联连接相应组中的多个电池单元20，而不同的组串联连接。如下面将进一步详细描述的，其它构造也是可能的。互连构件14-1、14-2、…、14-n的数量等于电池单元的组的数量加1。
因此，多个互连构件14-1、14-2、…14-n增加了在多个电池单元20之间设置并联和/或串联连接的灵活性，这又增加了在为电池模块提供输出电流和电压电平的期望值方面的灵活性。
冷板组件10-1还包括柔性印刷电路板13。柔性印刷电路板13可以至少部分地布置在互连构件14-1、14-2、…、14-n之间设置的间隙中的一个或多个中。如图3所示，柔性印刷电路板13布置在互连层14的平面中。柔性印刷电路板13可以由具有固定到其上的导电电路图案的薄聚合物膜组成。
柔性印刷电路板13包括至少一个连接件131，以用于将柔性印刷电路板13连接到至少一个BMS 30。该连接件131的详细视图在图9中示出。通过该连接件，能够将来自冷板组件10-1、10-2的不同测量值和/或信号(在此，其示例在下面详细描述)发送到(或到达)进一步处理所获得的值的BMS 30。
举例来说，柔性印刷电路板13可以包括用于温度传感器90(如图3所示，其布置在围绕冷板组件10-1的周边的框架上)的连接点，或者可以包括集成的温度传感器(图中未示出)。
更进一步，在本发明的实施方式(其中第一冷板11-1和/或第二冷板11-2的材料是导电材料，例如如上所述的金属或导电金属合金)中，柔性印刷电路板13可以设置有或包括至少一个连接点或连接构件(图中未示出)，该至少一个连接点或连接构件被布置成电连接到设置在第一冷板11-1和/或第二冷板11-2中的对应的至少一个连接点或连接构件，以用于将柔性印刷电路板13与第一冷板11-1和/或第二冷板11-2电连接。通过连接对应的连接点或连接构件，可以在柔性印刷电路板13与第一冷板11-1和/或第二冷板11-2之间建立(直接)电连接。这使得电池管理系统模块30能够(经由柔性印刷电路板13)监测是否在任何电池单元组与第一冷板11-1和/或第二冷板11-2之间存在绝缘破坏，该第一冷板11-1和/或第二冷板11-2由为例如金属或金属合金之类的导电材料的材料制成。这增强了电池模块100的安全性。
此外，或替代地，在本发明的实施方式(其中第一冷板11-1和/或第二冷板11-2的材料是导电材料，例如如上所述的金属或导电金属合金)中，第一冷板11-1和/或第二冷板11-2可设置有或包括至少一个连接点或连接构件，该至少一个连接点或连接构件被布置成电连接到至少一个电池管理系统(BMS)模块30的对应连接点或连接构件，以用于将第一冷板11-1和/或第二冷板11-2与至少一个BMS 30电连接。在电池管理系统(BMS)模块30中，对应连接件或连接点可以是上述连接件31或类似连接件。以此方式，电池管理系统模块30也可直接连接到第一冷板11-1和/或第二冷板11-2，以监测在任何电池单元组与由为例如金属或金属合金之类的导电材料的材料制成的第一冷板11-1和/或第二冷板11-2之间是否存在绝缘破坏。
可以以不同的方式建立设置在柔性电路板13上的至少一个连接点与第一冷板11-1和/或第二冷板11-2上的对应连接点之间的(直接)电连接。举例来说，可以通过粘结、焊接或软焊来建立电连接。这样，第一冷板11-1和/或第二冷板11-2与BMS30之间的电连接经由柔性印刷电路板13来建立。
此外，柔性印刷电路板13可以包括多个导电链路(图中未示出)，每个链路延伸到互连件141并且被布置成用于在连接到互连件141时测量对应的电池单元20的电压。利用这些导电链路，每个电池的电压可以由BMS 30监测。这些导电链路可以以这样的方式被设计，即形成嵌入其中的熔丝链路或具有嵌入其中的熔丝或其它电气部件，例如电阻器、电流传感器等。
因此，柔性印刷电路板13用作不同元件(例如温度传感器90或导电链路或第一冷板11-1和第二冷板11-2)与BMS 30之间的电连接，使得能够将例如由温度传感器90测量的对应测量值或使用导电链路测量的电压值或指示任何电池单元组与第一冷板11-1和/或第二冷板11-2之间是否已经发生如上所述的绝缘破坏的电压值发送到(或到达)接收此值且进一步处理所接收的值的BMS 30，该BMS 30例如监测电池模块的温度，监测每个电池单元20的电压，监测任何电池单元组与第一冷板11-1和/或第二冷板11-2之间是否存在绝缘破坏等。因此，设置柔性印刷电路板13对于增强例如电池模块的安全性是有用的，但是不应被视为对本发明的限制。
冷板组件10-1还包括布置在第二冷板11-2和互连层14(在图3和图4A中示出)之间的第一电绝缘层12。第一绝缘层12包括开口121。开口121与第一冷板11-1和第二冷板11-2的开口111至少部分地对准。第一电绝缘层12另外可以是导热的，以便有助于冷却性能。第一电绝缘材料12的材料可以是聚合物、陶瓷或矿物基材料或上述类型材料的任意组合。在本发明的实施方式(其中第二冷板11-2由电绝缘材料制成)中，第一电绝缘层12可以省略。
冷板组件10-1还可以包括布置在互连层14下方的第二电绝缘层15。第二绝缘层15包括开口151。开口151与多个互连件141至少部分地对准。第二电绝缘层15的材料可以是聚合物、陶瓷或矿物基材料或上述类型材料的任意组合。另外，第一绝缘层12和第二绝缘层15的材料可以是相同的材料，但是也可以是不同的材料。
在本发明的实施方式中，上述层中的任何层可以具有集成的电导管(electricalconduit)以形成柔性印刷电路板。这样，在本发明的实施方式中，可以通过在任何上述层中设置集成的电导管来代替柔性印刷电路板13。换句话说，在本发明的实施方式中，可以设置大的柔性印刷电路板来代替任何层并且仍然保持所述柔性印刷电路板13的功能。在本发明的实施方式中，如果电池模块100的设计允许，则可以省略第二绝缘层15。
如图3进一步所示，冷板组件10-1可以包括多个温度传感器90。多个温度传感器90可以布置在围绕互连层14的框架中。在本发明的不同实施方式中，柔性印刷电路板13可以包括如上所述的一个或多个温度传感器。温度传感器90可以具有细长的形式，并且可以在垂直于冷板组件10-1的平面的方向上延伸，并且被布置成固定在至少一个电池单元上。
图9从下侧(第二电绝缘层15的一侧)示出了第一冷板组件10-1(顶部冷板组件10-1)的视图。还示出了柔性印刷电路板13的用于将柔性印刷电路板连接到BMS30的连接件131。
图10从顶侧示出了第一冷板组件10-1(顶部冷板组件10-1)的视图。
如图9和图10所示，温度传感器90和柔性印刷电路板13的用于将柔性印刷电路板连接到BMS 30的至少一个连接件131也可以在冷板组件10-1的平面内延伸，并且可以弯曲成使得它们在电池模块100的组装期间如上所述在垂直于冷板组件10-1的平面的方向上延伸。
多个电池单元200的冷却经由第一冷板组件10-1和第二冷板组件10-2实现，更特别地，经由被布置成连结在一起的第一冷板11-1和第二冷板11-2以及形成在它们之间的用于容纳冷却流体的多个通道实现。通过使可能产生的废气能够逸出多个电池单元20的环境而对多个电池单元20进行排气是经由直接布置在每个电池单元20上方的第一冷板11-1和第二冷板11-2中的多个开口111实现的。另外，同一开口111用于例如经由激光焊接将互连件141电连接到相应的电池单元20。这些开口111还使得能够对多个电池单元20执行下线测试或生产线终端测试。包括多个互连件的互连层使得多个电池单元能够彼此电连接。
下面将参照图1和图2详细描述根据本发明的实施方式的电池模块100的组装步骤。
在第一步骤中，将多个电池单元20插入电池保持器40的通孔41中并且固定在其中。多个电池单元20可以例如通过粘合固定在相应的通孔41中。在本发明的不同实施方式(其中在前一步骤中电池保持器40未设置在电池模块100中)中，多个电池单元20可以例如被对准成使得它们可以电连接到冷板组件10-1、10-2的相应互连件141。
在第二步骤中，将多个电池单元20经由第一冷板10-1和第二冷板10-2的开口111电连接到至少一个冷板组件10-1的多个互连件141。因此，冷板组件10-1在组装过程中成为单个部件。冷板组件上的不同层被连结在一起。在本发明的这个实施方式中，如图1和图2所示，电池模块100包括两个冷板组件10-1、10-2，使得多个电池单元20分别电连接到第一冷板组件10-1和第二冷板组件10-2的互连层14的互连件141。电连接的步骤可以对第一冷板组件10-1和第二冷板组件10-2同时执行，或者可以一个接一个地执行。电连接的步骤可以包括例如激光焊接、带焊、超声波焊接、引线结合、带结合、钨极惰性气体(TIG)焊接、电阻焊接和软焊中的任何一种。
在第三步骤中，将多个温度传感器90(当设置时)固定到相应的电池单元20。该固定可以包括通过胶粘、灌封或施加机械压力来固定。在本发明的其中温度传感器90未集成在柔性印刷电路板13中的实施方式中，在另一步骤中将多个温度传感器90电连接到柔性印刷电路板13上的对应连接点。
在第四步骤中，安装至少一个BMS 30并将其电连接到柔性印刷电路板13。如果适用，将至少一个BMS电连接到第一冷板10-1和/或第二冷板10-2。例如，在本发明的这个实施方式中，至少一个BMS被安装在设置在电池保持器40中的对应凹部中，并通过胶合或使用机械装置例如螺母和螺栓固定。
如上所述，在本发明中，电池模块100包括第一(顶部)冷板组件10-1和第二(底部)冷板组件10-2。如上所述，在本发明的这个实施方式中，第一(顶部)冷板组件10-1包括用于将电池模块的主正极端子和主负极端子连接到诸如汇流条和电缆之类的电连接器的侧连接件18、19。如上所述，在本发明的这个实施方式中，多个电池单元20中的每一个电池单元的一个电极连接到第一冷板组件10-1的互连层14的互连件141，而多个电池单元20中的每一个电池单元的另一个电极连接到第二(底部)冷板组件10-2的互连层14的互连件141。这也在图8中示出。
如上文进一步所述，在本发明的不同实施方式中，例如在上述实施方式的特定变型(其中应用不同的电池单元20定向，使得电池单元20相对于图1、图2和图8中所示的定向上下翻转)中，整个电池模块的主端子颠倒，并且因此第一(顶部)冷板组件10-1和第二(底部)冷板组件10-2的位置颠倒。换句话说，在这种电池模块100中，第一冷板组件10-1安装在电池模块100的底部处，第二冷板组件10-2安装在电池模块100的顶部处。
根据本发明的其它实施方式的其它构造，例如本发明的上述实施方式的一个或多个特定变型也是可能的。
例如，在本发明的另一实施方式中，多个电池单元20全部以相同的方式在电池模块内部定向，例如，所有电池单元20的正极面向电池模块100的顶侧，并且所有电池单元20的负极面向电池模块100的底侧。在本发明的这个实施方式中，电池模块包括设置在一侧的至少一个冷板组件，例如当正极面向顶侧时设置在顶侧。在本发明的这个实施方式中，串联和并联连接仅用一个冷板组件实现。在该实施方式的电池模块中，简单的支撑件可以安装在底侧，或者如果电池单元插入所述电池保持器40中，则支撑件甚至可以省略。甚至进一步地，可以在底侧布置仅具有冷却电池单元20的负极的功能的裸露冷板。例如，这种裸露的冷板可以包括上面描述的第一冷板10-1和第二冷板10-2。
在本发明的又一实施方式中，电池模块可以在一侧设置有一个冷板组件，其中每个电池单元的两个电极连接到冷板组件的互连层14的互连件141。
在本发明的又一实施方式中，电池模块可以包括两个冷板组件，一个设置在顶部上，一个设置在底部上，其中冷板组件中的每一个冷板组件包括用于电池模块的主正极端子和主负极端子的一个侧连接件。在该实施方式中，电池模块可以包括奇数个串联连接的电池单元，并且因此电池模块的一个主端子连接到冷板组件中的每一个冷板组件。
总之，如上所述，多个电池单元20的冷却是经由第一冷板组件10-1和第二冷板组件10-2实现的，更具体地说，是经由被布置成连结在一起的第一冷板11-1和第二冷板11-2实现的，并且在第一冷板和第二冷板之间形成用于容纳冷却流体的多个通道。通过使可能产生的废气能够逸出多个电池单元20的环境而对多个电池单元20进行排气是经由直接布置在每个电池单元20上方的第一冷板11-1和第二冷板11-2上的多个开口111实现的。另外，同一开口111用于例如经由激光焊接将互连件141电连接到相应的电池单元20。这些开口111还对多个电池单元20执行下线测试或生产线终端测试。包括多个互连件的互连层使得多个电池单元能够彼此电连接。另外，由于如上所述互连层被分成多个互连构件，因此增加了在多个电池单元之间设置并联和/或串联连接的灵活性。
尽管已经描述了详细的实施方式，但是这些实施方式仅是为了更好地理解由所附权利要求限定的本发明而提供的，而不应被视为限制。

Claims (15)

1.一种用于包括多个电池单元的电池模块的冷板组件，所述冷板组件包括：
第一冷板，所述第一冷板包括多个开口；
第二冷板，所述第二冷板包括多个开口并且被布置在所述第一冷板下方，使得所述第二冷板的所述开口与所述第一冷板的所述开口至少部分地对准，
其中，所述第二冷板和所述第一冷板连结在一起，并且在所述第一冷板和所述第二冷板之间形成有用于容纳冷却流体的多个通道；以及
互连层，所述互连层包括用于电连接所述多个电池单元的多个互连件并且被布置在所述第二冷板下方，使得每个互连件能至少部分地经由所述第一冷板的开口和所述第二冷板的对应开口接近。
2.根据权利要求1所述的冷板组件，其中，
每个互连件包括切口，所述切口与所述第一冷板的所述开口和所述第二冷板的所述对应开口至少部分地对准。
3.根据权利要求1或2所述的冷板组件，其中，
每个互连件还包括开口，所述互连件的所述开口被布置成使得所述互连件的所述开口与所述第一冷板的所述开口和所述第二冷板的所述对应开口对准。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的冷板组件，其中，所述互连层被分成多个互连构件，在所述互连构件之间设置有间隙，其中，每个互连构件包括来自所述多个互连件的预定数量的互连件，并且被布置成用于以并联和/或串联的连接来连接一组所述多个电池单元。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的冷板组件，所述冷板组件还包括布置在所述第二冷板和所述互连层之间的第一电绝缘层，
其中，所述第一电绝缘层包括开口，所述第一电绝缘层的所述开口与所述第一冷板的所述开口和所述第二冷板的所述开口至少部分地对准。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的冷板组件，所述冷板组件还包括布置在所述互连层下方的第二电绝缘层，所述第二电绝缘层包括开口，所述第二电绝缘层的所述开口与所述多个互连件至少部分地对准。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的冷板组件，其中，所述第一冷板和所述第二冷板具有平面形状，所述平面形状具有用于形成容纳所述冷却流体的所述多个通道的突起和/或凹陷。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的冷板组件，所述冷板组件还包括多个温度传感器，每个温度传感器被布置成用于测量至少一个电池单元的温度。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的冷板组件，所述冷板组件还包括柔性印刷电路板，所述柔性印刷电路板至少部分地被布置在设置在所述互连构件之间的所述间隙中的一个或多个间隙中。
10.根据权利要求9所述的冷板组件，其中，所述柔性印刷电路板包括多个导电链路，每个链路延伸到互连件并且被布置成用于在对应所述电池单元连接到所述互连件时测量所述对应电池单元的电压。
11.根据权利要求9或10所述的冷板组件，其中，所述柔性印刷电路板设置有至少一个连接点，所述至少一个连接点被布置成电连接到设置在所述第一冷板和/或所述第二冷板上的对应的至少一个连接点，其中，所述第一冷板和/或所述第二冷板的材料是导电材料。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的冷板组件，所述冷板组件还包括用于将所述冷却流体分配在所述多个通道中的至少一个入口构件和一个出口构件。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的冷板组件，其中，所述第一冷板和所述第二冷板的材料是导热材料。
14.一种包括多个电池单元和至少一个冷板组件的电池模块，所述至少一个冷板组件是根据权利要求1至13中任一项所述的冷板组件，其中，所述多个电池单元经由所述至少一个冷板组件的所述互连层的所述多个互连件而彼此电连接。
15.一种组装根据权利要求14所述的电池模块的方法，所述方法包括以下步骤：
经由所述第一冷板的所述开口和所述第二冷板的所述开口将所述多个电池单元电连接到所述至少一个冷板组件的所述多个互连件。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4362173A1 (en) * 2022-10-25 2024-05-01 MAHLE International GmbH Battery
CN116190846B (zh) * 2023-02-21 2024-02-20 南京艾科美热能科技有限公司 一种均温储能pack包及储能设备
AT527045B1 (de) * 2023-08-24 2024-10-15 John Deere Electric Powertrain Llc Kontaktierungsvorrichtung zum Verbinden mehrerer Batteriezellen

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10497919B2 (en) * 2016-10-14 2019-12-03 Tiveni Mergedco, Inc. Contact plate including at least one bonding connector configured to establish electrical bonds to terminals of at least one group of battery cells in a battery module
US11024901B2 (en) * 2018-01-19 2021-06-01 Hanon Systems Battery cooling plate with integrated air vents
FR3098648B1 (fr) * 2019-07-08 2023-04-21 Commissariat Energie Atomique Busbar pour pack-batterie, destinée à connecter électriquement au moins un accumulateur du pack et à permettre une circulation d’un fluide caloporteur en son sein pour le refroidissement optimal de l’accumulateur et du pack, notamment en cas d’emballement thermique

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