CN115621604A - 具有集成的母线冷却装置的电池和机动车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于机动车(54)的电池(10),该电池具有:电池壳体(12),其具有第一接纳区域(14)、关于第一方向(z)界定接纳区域(14)的壳体底部(32)和至少一个布置在壳体底部(32)上的第一侧壁(36),该第一侧壁在第二方向上(x)界定接纳区域(14);和布置在第一接纳区域(14)中的至少一个第一电芯组(16),其具有至少一个第一电芯(18),所述至少一个第一电芯在上侧(18a)上具有第一电芯电极连接部(26a)。在此,第一侧壁(36)设计为第一冷却壁(36),电池(10)具有至少一个导热元件(48)和联接装置(52),该联接装置包括电绝缘部(50),其中,导热元件(48)具有第一连接区域和第二连接区域,所述第一连接区域通过联接装置(52)与所述至少一个第一电芯(18)的第一电芯电极连接部(26a)连接,所述第二连接区域布置在第一冷却壁(36)上。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的电池,其中,该电池具有电池壳体,该电池壳体具有第一接纳区域、在第一方向上界定接纳区域的壳体底部和至少一个布置在壳体底部上的第一侧壁,该第一侧壁在第二方向上界定接纳区域。此外,该电池包含至少一个第一电芯组,其具有至少一个第一电芯,所述至少一个第一电芯在上侧上具有至少一个第一电芯电极连接部,其中,所述至少一个第一电芯组布置在第一接纳区域中。此外,本发明还涉及具有这种电池的机动车。
背景技术
由现有技术已知用于机动车的电池、特别是高压电池。这些电池通常包括多个电芯,这些电芯接纳在电池壳体中。在此,电芯也可以分组为电芯组和/或作为电芯模块来提供。在此,电芯典型地这样布置在壳体中,使得其电芯电极背离壳体底部。电池壳体还在底部上通过相应的冷却水引导装置冷却。在其他位置上的冷却、例如在电芯电极的上侧的冷却常常变得困难,这是因为电芯在上侧接线,其中,使用所谓的母线,该母线在下面也被称为汇流排,其可以使相邻布置的电芯的电芯电极导电地相互连接。因此,冷却通常仅在电芯底部上进行。因此,不能有效地将从电芯传递到母线中的热量导出。在母线中在持续高功率的情况下由于耗电而产生的热量同样不能被导出。此外,如果在故障的情况下发生电芯的热失控——在该热失控期间电芯极其强烈地发热,则该温度可以容易地通过导电的母线扩散至下一个电芯,这可能导致所有电芯的热传播。
此外,由现有技术也公开了针对性地冷却母线的可能性。为此,例如可以将冷却通道直接集成到母线中,该母线被不导电的冷却液通流,像例如在DE 10 2020 002 959 A1和DE 10 2020 006 274 A1中描述的那样,或者母线可以通过空气冷却装置冷却,其中,借助于通风机可以产生相应的环流母线的空气流,如在例如DE 10 2013 218 668 A1或US 9,692,091 B2中描述的那样。
在此,将冷却通道直接集成到母线中的构造成本极高,而空气冷却装置提供的冷却效率相对较低。
发明内容
因此本发明的目的是,提供一种电池和一种机动车,它们能够以尽可能简单的方式实现至少一个电芯的尽可能高效的冷却。
所述目的通过具有根据相应独立权利要求的特征的电池和机动车来实现。本发明的有利的设计方案是从属权利要求、说明书以及附图的主题。
根据本发明的用于机动车的电池具有电池壳体,该电池壳体具有第一接纳区域、在第一方向上界定接纳区域的壳体底部和至少一个布置在壳体底部上的第一侧壁,该第一侧壁在第二方向上界定接纳区域。此外,该电池包括至少一个第一电芯组,其具有至少一个第一电芯,所述至少一个第一电芯在上侧上具有第一电芯电极连接部,其中,所述至少一个第一电芯组布置在第一接纳区域中。此外,第一侧壁设计为第一冷却壁,电池至少还具有导热元件和联接装置,该联接装置包括电绝缘部,其中,导热元件具有第一连接区域和第二连接区域,所述第一连接区域通过联接装置与所述至少一个第一电芯的第一电芯电极连接部连接,所述第二连接区域布置在第一冷却壁上。
由此能够以特别简单和有效的方式将冷却装置连接在至少一个第一电芯的电芯电极上。这不仅能够实现电芯电极的冷却,而且例如也能够实现布置在第一电芯电极连接部上的、也可以被称为电芯连接器的母线或汇流排的冷却。通过设置电绝缘部,导热元件通过该电绝缘部与第一电芯电极连接部联接,此外有利的可能性是,导热元件导电地并且由此也特别良好地导热地设计。为了列举一个简单的例子,导热元件可以简单地设计为金属轨或成形的金属板,其一方面布置在第一冷却壁上,特别是布置在第一冷却壁的背离壳体底部的一侧,并且另一方面通过电绝缘部布置在汇流排上,该汇流排又与第一电芯电极连接部联接。以这种方式,无需将复杂的冷却通道集成到母线中,并且此外由此可以提供电芯电极连接部的冷却,该冷却例如比空气冷却明显更有效。正是对于第一电芯组例如包括多个第一电芯的情况,这些第一电芯如开头所述的那样可以通过母线相互接线,此外可以通过将电芯电极连接部经由导热元件连接在冷却壁上来提供各个电芯间明显更好的热分离,这些电芯通过汇流排相互导电地连接,因为这样在一个电芯中产生的热量不通过汇流排传导到下一个电芯,而是替代地至少大部分地通过导热元件导出到第一冷却壁。由此也可以实现,在一个电芯发生热事件的情况下可以明显推迟越过所有电芯的热传播。因此,本发明能够以特别简单和有效的方式冷却电芯、端子——也就是说其电芯电极连接部——和母线。此外,在一个电芯发生热失控的情况下,相邻的电芯不被加热,并且由此防止或推迟其热失控。此外,本发明还可以以如下方式实施,即,在电池内部、也就是说在接纳区域内不存在引导冷却剂的部件,从而不可能在使用寿命期间发生泄漏。
该电池优选是用于机动车、特别是用于电动车辆或混合动力车辆的高压电池。此外,电池可以具有不仅一个电芯,而且可以优选具有多个电芯,这一点将在下文中得到详细说明。在此,电芯优选地设计为棱柱形电芯。例如,电芯此外可以设计为锂离子电芯。
在此,第一电芯组优选这样布置在第一接纳区域中,使得第一电芯电极连接部不面向壳体底部。特别优选地,第一电芯组在此优选这样布置在第一接纳区域中,使得第一电芯电极连接部背离壳体底部。电芯电极连接部例如可以面向壳体盖。这能够实现特别紧凑且有效的整体布置。但是理论上也可以考虑,至少一个第一电芯这样布置在接纳区域中,使得第一电芯电极连接部面向与电池上侧不同的另一侧,所述电池上侧与壳体底部相对置。
此外,第一接纳区域在此不仅可以通过单个的第一侧壁界定,而且可以通过多个侧壁界定。例如,可以设置与第一侧壁相对置并且同样也在第二方向上界定第一接纳区域的第二侧壁。也可以设置两个另外的侧壁,用于在第三方向上界定接纳区域。在此,第一、第二和第三方向优选彼此垂直,特别是在下文中还将对其进行更详细的定义。第一方向可以在电池按规定应用在机动车中的情况下例如对应于车辆高度方向。第二方向和第三方向可以对应于车辆纵向方向和车辆横向方向,或者反之亦然。附加地,电池壳体的壳体底部也可以设计为冷却底部。为此目的,冷却底部例如可以设计有冷却通道,冷却介质、特别是冷却液——例如水——可以通流这些冷却通道。此外,第一电芯电极连接部可以涉及第一电芯的正极或负极。优选地,第一电芯在其上侧上具有两个电芯电极连接部、即第一电芯电极连接部以及第二电芯电极连接部。此外,这些电芯电极连接部也被称为端子。
围绕接纳区域的这些侧壁中的至少一个现在可以有利地用作冷却壁。为了将第一侧壁设计为第一冷却壁,例如可以简单地通过金属壁来提供该第一侧壁,该金属壁连接在冷却装置上。该冷却装置例如可以通过设计为冷却底部的壳体底部提供。由此,能够以有利的方式实现从第一电芯电极连接部通过联接装置向导热元件、再经由冷却壁到冷却装置的散热。
在本发明的一特别有利的设计方案中,第一冷却壁具有至少一个集成的、可由冷却介质通流的冷却通道。由此可以提供更有效的冷却。在此,第一冷却壁也可以包括多个可被通流的、彼此间至少部分地在空间上分开的冷却通道。在此,该至少一个集成在冷却壁中的冷却通道也可以与壳体底部无关地被冷却介质通流。换句话说,壳体底部冷却结构和侧壁冷却结构可以彼此独立地设计,但是也可以彼此关联。尽管如此,冷却壁中的至少一个冷却通道和壳体底部中的冷却通道特别也可以以流体方式彼此联接。在此,冷却液、例如水、特别是水-乙二醇-混合物也优选适合作为冷却介质。至少一个冷却通道例如可以设计为在第三方向上延伸的通孔或孔。在此,也可以设置多个这样的通孔,这些通孔彼此平行地在第三方向上延伸。替代地,侧壁也可以设计为可由冷却介质通流的空腔型材。通过液体冷却可以提供特别高水平的散热效率。
在本发明的另一非常有利的设计方案中,导热元件由可导电的材料、特别是金属或合金、优选铝构成。正是金属或合金具有非常高的导热性,从而由此可以通过导热元件提供特别有效的散热。如上所述,该导热元件例如可以简单地设计为相应弯曲的或成形的金属轨。铝特别良好地适用于此目的,因为铝一方面具有非常高的导热性,另一方面也具有小重量和低成本。
在本发明的另一非常有利的设计方案中,联接装置具有与第一电芯电极连接部导电连接的汇流排,其中,电绝缘部布置在汇流排与导热元件之间,特别是其中,电绝缘部的一部分附加地布置在所述至少一个第一电芯的上侧的区域与导热元件之间,所述上侧的区域通过所述至少一个第一电芯的电芯壳体的一部分提供。因此,导热元件或者电绝缘部不是直接布置在第一电芯电极连接部上,而是首先将汇流排——其当前也被称为母线或者电芯连接器——导电地布置在第一电芯电极连接部上或者第一电芯电极连接部处,在该汇流排上又布置电绝缘部并且紧接着在该电绝缘部上布置导热元件的第一连接区域。因此,导热元件也就可以通过电绝缘部直接连接在汇流排上。这允许从汇流排进行特别有效的散热。在此,电绝缘部可以设计为最多例如仅几毫米厚的薄层。此外,电绝缘部在此不必一定限于汇流排的区域,而是此外如上所述地也可以延伸到电芯的上侧的通过电芯壳体提供的其他部分上。在此特别有利的是在第二方向上位于电芯电极连接部与第一侧壁之间的电芯壳体区域。电绝缘部也可以在第三方向上伸出汇流排外。如果电芯组包括多个并排布置的第一电芯,那么电绝缘部还可以延伸到多个第一电芯外。换句话说,不必为每个电芯或每个汇流排分别提供绝缘部段,而是电绝缘部可以越过第一电芯组的所有第一电芯延伸。这允许特别简单和有效地设计和安装电绝缘部。此外,电绝缘部优选地被布置和设计为,使得其一方面形锁合地贴靠在导热元件的第一连接区域上,另一方面形锁合地贴靠在位于其下方的由电芯、电芯电极连接部和汇流排构成的组件上。换句话说,优选的是,绝缘部在第一方向上完全填充在导热元件与由至少一个电芯、第一电芯电极连接部和汇流排组成的组件之间的间隙。由此,一方面可以提供在可导电部分、特别是导热元件与电芯电极连接部或电芯壳体或汇流排之间的可靠的电隔离,另一方面可以由此避免降低传热效率的气阻隔或气隙。换句话说,电绝缘部的这种实施方案允许特别有效地与导热元件热耦合。在此,优选使用尽可能良好导热的材料作为电绝缘部,例如导热膏或导热垫等。电绝缘部也可以作为硅树脂嵌入件来提供,该硅树脂嵌入件与导热元件的几何形状和作为阴模的电芯装置的几何形状相适配。
在本发明的另一有利的设计方案中,导热元件同时设计为压紧装置,该压紧装置设计为用于,防止所述至少一个第一电芯在第一方向上远离壳体底部运动,并且特别将反作用力朝向壳体底部的方向施加到所述至少一个第一电芯上。换句话说,借助于导热元件可以使至少一个第一电芯就在第一方向上的运动而言保持不动。因此,可以有利地省去额外设置的压紧装置。由此导热元件可以同时承担双重功能。在此,导热元件可以构造为,使得其仅当至少一个电芯例如相对于侧壁主动地向上运动时才将反作用力朝向壳体底部的方向施加到该至少一个电芯上。然而优选的是,这种反作用力以持久的压紧力的形式朝向壳体底部的方向通过导热元件提供到至少一个电芯上。由此,一方面改进在导热元件上的热连接并且另一方面改进在冷却的壳体底部上的热连接。
在本发明的另一有利的设计方案中,第一电芯组具有所述至少一个第一电芯中的多个第一电芯,其中,所述多个第一电芯在定义堆叠纵向方向的第三方向上并排地布置,其中,在第三方向上并排地布置的所述多个第一电芯中的至少两个第一电芯的第一电芯电极连接部通过汇流排导电地连接。在此,根据电芯的数量也可以设置多个汇流排。通过汇流排,根据电接线的设计方案,例如仅两个相邻布置的电芯或其端子可以相互导电地连接,或者例如也可以是四个或更多个电芯或其端子相互导电地连接。如果多个第一电芯在第二方向上并排地布置,则也可以简单地实现,其第一电芯电极连接部例如沿着一条线在该第三方向上布置。相应地,对应的汇流排也沿着这样的假想线布置。这使得通过导热元件能够特别简单地连接在同样也在堆叠方向上延伸的第一侧壁上。
特别地,本发明的另一非常有利的设计方案提出,导热元件在第三方向上连贯地越过第一电芯组的第一电芯的所有第一电芯电极延伸,并且特别也在第二方向上连贯地至少延伸直至第一侧壁。在此,导热元件特别不仅在所有第一电芯电极连接部上、而且也在所有将电芯电极连接部相互电接线的汇流排上延伸。这具有很大的优点,即,为了将所有汇流排以及进而所有电芯电极连接部连接在冷却壁上仅需要一个单独的导热元件。此外,导热元件可以通过其连贯、一体的构造非常简单地制造。此外,由此可以提供特别大的导通截面,其能够实现非常有效的散热。电绝缘部例如也可以连贯地在第二方向上在所有电芯电极连接部上延伸,并且特别也越过所有将这些电芯电极连接部接线的汇流排延伸。但是,在第二方向上,电绝缘部最多延伸到冷却壁,其中优选的是,电绝缘部不接触冷却壁。至少,电绝缘部不布置在导热元件、特别第二连接区域与其冷却壁之间。导热元件因此直接在第二连接区域中接触冷却壁,由此在导热元件与冷却壁之间的热阻可以最小化。
在本发明的另一有利的设计方案中规定,每个第一电芯在上侧上具有第二电芯电极连接部,其中,第一电芯组这样布置在接纳区域中,使得相应的电芯电极连接部布置成比第二电芯电极连接部更靠近第一冷却壁,并且第一电芯电极连接部在第三方向上沿着一假想线布置,所述假想线平行于第一侧壁延伸。如上所述,由此实现了电芯电极连接部在冷却壁上的特别简单和成本低廉的连接。因此,导热元件可以连贯地以特别简单的几何设计方案在第三方向上构造,从而使得导热元件越过所有第一电芯电极和汇流排延伸。电芯电极连接部在该布置中还可以非常靠近冷却壁地布置,由此也可以使导热元件在其第二方向上的尺寸最小化。第二电芯电极连接部也可以完全类似地通过相应的导热元件连接在冷却壁上,其中,在这种情况下冷却壁优选位于与第一冷却壁相对置的一侧,这一点将在下文中得到详细说明。
在本发明的另一有利的设计方案中,电池壳体具有第二接纳区域,该第二接纳区域具有接纳在其中的第二电芯组,该第二电芯组包括至少一个第二电芯,所述至少一个第二电芯在上侧上具有至少一个第三电芯电极连接部,其中,第一侧壁使第一接纳区域和第二接纳区域在第二方向上彼此分开,其中,电池具有第二联接装置,其中,导热元件具有第三连接区域,所述第三连接区域通过第二联接装置与所述至少一个第二电芯的所述至少一个第三电芯电极连接部连接。因为冷却壁同时也是在第一接纳区域与第二接纳区域之间的分隔壁,所以冷却壁可以同时用于冷却第三电芯电极连接部和布置在其上的第二电芯组汇流排。在此特别有利的是,第三电芯电极连接部可以通过相同的导热元件连接在共同的冷却壁、即第一冷却壁上。在此,该连接可以完全类似于第一电芯组所描述的那样进行。特别地,第二联接装置在此也可以再次提供电绝缘部,该电绝缘部特别布置在导热元件之间,特别布置在其第三连接区域与汇流排之间,该汇流排再次布置在第三电芯电极连接部中的至少一个上。换句话说,这里也可以再次使第三电芯电极连接部通过汇流排相互接线。这种汇流排因此将两个在第三方向上相邻布置的第二电芯的第三电芯电极连接部中的至少两个连接。在这种汇流排上又布置电绝缘部,并且在该电绝缘部上布置导热元件的第三连接区域。因此,导热元件的第二连接区域在第二方向上布置在第一连接区域与第三连接区域之间。在此,不仅电绝缘部而且导热元件也可以在第三方向上又连贯地越过所有第三电芯电极连接部和使这些第三电芯电极连接部相互接线的汇流排延伸。
此外,例如也有利的是,电池壳体具有第二侧壁,该第二侧壁与第一侧壁相对置,其在第二方向上界定第一接纳区域,并且该第二侧壁设计为第二冷却壁,其中,电池具有第二导热元件和第三联接装置,其中,第二导热元件通过第三联接装置与至少一个第一电芯的至少一个电芯电极连接部连接,并且布置在第二冷却壁上。换句话说,与第一冷却壁相对置的侧壁同样可以设计为第二冷却壁并且用于通过第二电芯电极连接部的接触的汇流排来冷却第二电芯电极连接部。在第二冷却壁上的连接又通过第二导热元件实现,该第二导热元件可以完全类似于此前描述的导热元件那样设计,该导热元件因此也可以被称为第一导热元件。如果第二侧壁例如不是两个接纳区域之间的分隔壁,而例如是电池壳体的外壁,则第二导热元件与第一导热元件相反不具有第三连接区域,而是仅具有第一连接区域和第二连接区域,第二导热元件通过第一连接区域与联接装置、在此是第三联接装置连接,第二导热元件通过第二连接区域直接与第二冷却壁连接,特别在第二冷却壁的与壳体底部相对置的一侧。第二冷却壁也可以完全类似于第一冷却壁所述地设计,并且例如具有集成的冷却通道,所述冷却通道可由冷却剂通流。因此可以整体上提供相应的电芯电极和与这些电芯电极电接触的汇流排在冷却壁上的特别有效的连接。
此外,本发明还涉及一种具有根据本发明的电池或其设计方案之一的机动车。针对根据本发明的电池及其设计方案所描述的优点以相同的方式适用于根据本发明的机动车。
根据本发明的机动车优选设计为汽车,特别设计为乘用汽车或商用汽车,或者设计为客车或摩托车。
本发明还包括所述实施方式的特征组合。因此,本发明还包括如下实现方案,所述实现方案分别具有所述实施方式中的多个实施方式的特征组合,只要这些实施方式没有被描述为互相排斥。
附图说明
下面描述本发明的实施例。图中:
图1以截面图示出根据本发明的一个实施例的具有带集成的母线冷却装置的电池壳体的电池的示意图;
图2以俯视图示出根据本发明的一个实施例的具有电池的机动车的示意图。
具体实施方式
下面说明的实施例是本发明的优选实施方式。在实施例中,实施方式的所描述的部件分别是本发明的单个的、可视作彼此独立的特征,这些特征也分别彼此独立地改进本发明。因此,本公开还应该包括与示出的实施方式特征组合不同的特征组合。此外,所述实施方式也可以通过本发明的已经描述的特征中的其它特征来补充。
在附图中,相同的附图标记分别表示功能相同的元件。
图1示出根据本发明的一个实施例的电池10的示意性的截面图。电池10在此包括电池壳体12。该电池壳体12在该示例中提供第一接纳区域14和第二接纳区域20,在第一接纳区域中布置有具有多个第一电芯18的第一电芯组16,在第二接纳区域中布置有具有多个第二电芯24的第二电芯组22。因此,相应的电芯组16、22在此包括多个电芯18、24,该电芯在此处示出的y方向上并排地布置。因此,在图1的图示中,对于每个电芯组16、22仅分别示出了一个电芯18、24。在此,相应的电芯18、24具有上侧18a、24a,在该上侧上分别布置有两个电芯电极连接部26a、26b和28a、28b。两个电芯电极连接部26a、26b、28a、28b之一在此构造为正极,另一个电芯电极连接部构造为负极。此外,电芯电极连接部26a、26b、28a、28b通过汇流排30相互接线。通过这样的汇流排30,特别是属于相同的电芯组16、22的、并且此外属于在y方向上直接相邻的电芯18、24的那些电芯电极连接部26a、26b、28a、28b相互接线。相应的接纳区域14、20在此一方面通过电池壳体12朝向下方通过电池壳体12的壳体底部32界定,并且在第二方向上、即在此示出的x方向通过相应的侧壁34、36、38界定。两个最外侧的侧壁34、38例如可以提供电池壳体12的外壁,而中间的侧壁36为两个接纳区域14、20提供共同的侧壁或者是提供这两个接纳区域14、20的分隔壁。壳体底部32设计为冷却底部并且为此例如具有可由冷却剂40通流的冷却通道42。此外,现在有利地也将母线冷却装置集成到该电池壳体12中。这一方面通过如下方式提供,即,在x方向上界定接纳区域的侧壁34、36、38构造为冷却壁。这在图1中示例性地针对中间的分隔壁36表明。这些侧壁34、36、38也可以相应地设计有冷却通道44,这些冷却通道可由冷却剂40通流。这些冷却通道44例如可以作为在y方向上的通孔来提供,在所述通孔中在此示例性地示出中间的侧壁36中的通孔46。因此,通过这些通道44提供了冷却剂引导部。此外,电池10有利地包括导热元件48,该导热元件48用作热桥。该导热元件48在本实施例中一方面连接在电芯电极连接部26a、28a上,另一方面连接在冷却壁36上。此外,在汇流排30与优选由铝构成的导热元件48之间布置有电绝缘部50。由汇流排30和该电绝缘部50构成的组合可以视为联接元件或联接装置52,导热元件48通过该联接元件或联接装置连接在相应的电芯电极连接部26a、28a上。电绝缘部50优选由塑料构成。此外,该电绝缘部优选这样构造,使得其填充在汇流排30与导热元件48之间的在z方向上的整个区域。在此,电绝缘部50不必一定限于汇流排30的区域,而是此外可以延伸直至电芯壳的上侧18a、24a的其他区域。尽管仅对于相应的电芯组16、22的相应的电芯18、24的两个电芯电极26a、28a之一示出这样的导热元件48,但是其他电芯电极连接部26b、28b通过其汇流排30的连接可以完全类似地进行。换句话说,也可以在这些汇流排30上布置相应的绝缘部50,并且在该绝缘部上又布置导热元件48,该导热元件另一方面与电池壳体12的外侧38、34联接或者说布置在其上。由此可以实施特别简单和有效的冷却。也特别有利的是,相邻布置的电芯组16、22可以将共同的分隔壁36以及共同的导热元件48用于冷却。
图2示出根据本发明的另一实施例的机动车54的示意图,该机动车具有布置在其中的电池10。该电池10当前以俯视图示出并且通常可以如参照图1所描述的那样设计,特别是除了下面描述的区别之外。在本示例中,除了在相应接纳区域14、20中的两个电芯组16、22之外,还在第三接纳区域58中提供有第三电芯组56。该第三电芯组56也可以具有多个在y方向上并排布置的电芯60。这些电芯也通过当前以虚线示出的相应的汇流排30相互连接和接线。因此在该示例中,针对图1所描述的外壁34不是电池壳体12的外壁、而同样是将两个接纳区域20、58彼此分开、特别在x方向上分开的分隔壁。第三接纳区域58在x方向上由另一侧壁62界定。在本示例中,因此侧壁38、36、34、62可以设计为冷却壁。此外,在此也示意性地示出相应的导热元件48。这些导热元件又通过电绝缘部50与相应的汇流排30分开,然而所述电绝缘部当前未明确示出。如在此可见的,相应的导热元件48在y方向上连贯地在所有电芯电极连接部和与其电接触的汇流排30上延伸。可以说,导热元件可以设计为三维成形的板。此外,导热元件48可以固定、例如粘接、焊接、拧紧或以类似方式固定在相关的冷却壁38、36、34、62上、特别在与冷却底部32相对置的侧上。此外,热桥、也就是说导热元件48也可以同时用作电池18、24、60的压紧装置。为了将各个侧壁设计为冷却壁,可以提高在电芯堆、也就是说电芯组16、20、56之间的间距并且因此简单地将冷却剂引导部集成到壳体中间壁中。同样的情况也适用于外壁。从那里,热桥因此可以被电绝缘地安装到端子和母线上。
整体上,这些示例表明了如何能够通过本发明提供一种具有集成的母线冷却装置的电池壳体,借助于该母线冷却装置可以冷却电芯、端子和母线。此外,在电芯热失控的情况下,相邻的电芯不被加热,并且其热失控被防止。此外,在电池内部没有引导冷却剂的部件,因此不会在使用寿命期间发生泄漏。
Claims (10)
1.一种用于机动车(54)的电池(10),其中,该电池(10)具有:
-电池壳体(12),其具有第一接纳区域(14)、在第一方向(z)上界定接纳区域(14)的壳体底部(32)和至少一个布置在壳体底部(32)上的第一侧壁(36),该第一侧壁在第二方向(x)上界定接纳区域(14),和
-至少一个第一电芯组(16),其具有至少一个第一电芯(18),所述至少一个第一电芯在上侧(18a)上具有第一电芯电极连接部(26a),其中,所述至少一个第一电芯组(16)布置在第一接纳区域(14)中,
其特征在于,
第一侧壁(36)设计为第一冷却壁(36),电池(10)至少具有导热元件(48)和联接装置(52),该联接装置包括电绝缘部(50),其中,导热元件(48)具有第一连接区域和第二连接区域,所述第一连接区域通过联接装置(52)与所述至少一个第一电芯(18)的第一电芯电极连接部(26a)连接,所述第二连接区域布置在第一冷却壁(36)上。
2.根据权利要求1所述的电池(10),
其特征在于,
第一冷却壁(36)具有至少一个集成的、能由冷却介质(40)通流的冷却通道(44、46)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的电池(10),
其特征在于,
导热元件(48)由能导电的材料构成,特别由金属或合金、优选铝构成。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电池(10),
其特征在于,
联接装置(52)具有与第一电芯电极连接部(26a、28a)导电连接的汇流排(30),其中,电绝缘部(50)布置在汇流排(30)与导热元件(48)之间,特别是其中,电绝缘部(50)的一部分附加地布置在所述至少一个第一电芯(18)的上侧(18a)的如下区域与导热元件(48)之间:该区域由所述至少一个第一电芯(18)的电芯壳的一部分提供。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电池(10),
其特征在于,
导热元件(48)同时设计为压紧装置,该压紧装置设计为用于,防止所述至少一个第一电芯(18)在第一方向(z)上远离壳体底部(32)运动,并且特别将朝向壳体底部(32)方向的反作用力施加到所述至少一个第一电芯(18)上。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电池(10),
其特征在于,
第一电芯组(16)具有所述至少一个第一电芯(18)中的多个第一电芯,其中,所述多个第一电芯(18)在定义堆叠纵向方向的第三方向(y)上并排地布置,其中,在第三方向(y)上并排地布置的所述多个第一电芯(18)中的至少两个第一电芯的第一电芯电极连接部(26a)通过汇流排(30)导电地连接。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电池(10),
其特征在于,
导热元件(48)在第三方向(y)上越过第一电芯组(16)的第一电芯(18)的所有第一电芯电极连接部(26a)连贯地延伸,并且特别也在第二方向(x)上连贯地至少延伸直至第一侧壁(36)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的电池(10),
其特征在于,
每个第一电芯(18)都在上侧(18a)上具有第二电芯电极连接部(26b),其中,第一电芯组(16)这样布置在接纳区域(14)中,使得相应的第一电芯电极连接部(26a)布置成比第二电芯电极连接部(26b)更靠近第一冷却壁(36),并且第一电芯电极连接部(26a)在第三方向(y)上沿着一假想线布置,所述假想线平行于第一侧壁(36)延伸。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电池(10),
其特征在于,
电池壳体(12)具有第二接纳区域(14),该第二接纳区域具有接纳在其中的第二电芯组(22),该第二电芯组包括至少一个第二电芯(24),所述至少一个第二电芯在上侧(24a)上具有至少一个第三电芯电极连接部(28a),其中,第一侧壁(36)使第一接纳区域(14)和第二接纳区域(20)在第二方向(x)上彼此分开,其中,电池(10)具有第二联接装置(52),其中,导热元件(48)具有第三连接区域,所述第三连接区域通过第二联接装置(52)与所述至少一个第二电芯(24)的所述至少一个第三电芯电极连接部(28a)连接。
10.一种机动车(54),其具有根据前述权利要求中任一项所述的电池(10)。
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