CN115692988A - 一种电池模块的壳体元件和用于制造这种电池模块的壳体元件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电池模块，所述电池模块具有壳体（2）和电路板（4），在所述壳体中能够容纳功率电子器件（3）的部件，在所述电路板上在至少一个内部区域（5）中布置有电元件（61）和/或电子元件（62），其中，所述壳体元件（1）还包括调温元件（7），所述调温元件与所述电路板（4）导热地连接，其中，在所述调温元件（7）与所述电路板（4）之间布置有热补偿材料（8），并且其中，所述电路板（4）在所述至少一个内部区域（5）之外与所述壳体（2）机械连接。
Description
技术领域
本发明从根据独立权利要求的类型的电池模块的壳体元件出发。本发明的主题也涉及制造这种电池模块的壳体元件的方法。
背景技术
由现有技术已知的是，电池模块具有多个单独的电池单体，所述电池单体分别具有正电压抽头和负电压抽头，其中，为了多个电池单体彼此导电的串联和/或并联连接，相应的电压抽头彼此导电连接并且由此能够互连成电池模块。电池模块本身互连成电池或整个电池系统。
现有技术例如是文献DE 10 2015 202 626或EP 2 608 309。
发明内容
具有独立权利要求的特征的电池模块的壳体元件提供的优点是，布置在电路板上的电元件和/或电子元件能够可靠且高效地被调温。
为此，根据本发明提供电池模块的壳体元件。在此，壳体元件包括壳体，功率电子器件的部件能够容纳在所述壳体中。此外，壳体元件包括电路板，在电路板上在至少一个内部区域中布置有电池模块的电元件和/或电子元件。此外，壳体元件还包括调温元件，所述调温元件导热地与电路板连接。在调温元件和电路板之间布置有热补偿材料。此外，电路板在至少一个内部区域之外与壳体机械连接。
通过在从属权利要求中列举的措施，在独立权利要求中给出的装置的有利的改进方案和改善方案是可能的。
在这一点上已经要注意的是，内部区域尤其包括如下区域，在所述区域中布置有电元件和/或电子元件。尤其分别布置在电路板上的电子元件和优选所有电元件也布置在内部区域内。
电元件在此用于传导电流。因此，它们基本上传输电能并且尤其是连接能量源和消耗器。例如电元件是优选由铜、铝、镍和/或银构成的导线、金属线或绞合线。
在此，电子元件用于调节和监控电流。
在这一点上要注意的是，功率电子器件的部件尤其能够包括过电流保护装置和/或直流电压转换器。
在此，DC断路器例如是这种过电流保护装置，所述过电流保护装置用于将在输入端上输送的直流电压转换为被调节的或未被调节的直流电压，其在输出端上的电压水平可以更高、更低、反相或者与所输送的直流电压隔离。
利用壳体元件的根据本发明的实施方式可行的是，构造电元件和/或电子元件的大面积且高效的调温。此外，电元件和/或电子元件可以借助于相当短地构造的热路径连接到调温元件上。
此外，热补偿材料原则上用于缓冲机械冲击或振动并且能够实现附加的固定。由此，热补偿材料承担各种保护功能。
原则上适宜的是，在电池组模块的另外的壳体中容纳有多个电池单体，所述电池单体尤其构造为锂离子电池单体。所述电池模块的另外的壳体能够与所述电池模块的壳体元件连接。由此，尤其可以实现多个电池单体与功率电子器件的部件以及电元件和/或电子元件的电连接和电子连接。由此可以优选地监控和调节电池单体。
此外适宜的是，调温元件包括能够被调温流体穿流构造的调温室。特别优选地，调温元件的调温室构造成能够被调温液体穿流。尤其在利用调温流体、例如调温液体进行调温时，能够提供电池模块的电元件和/或电子元件的高效的调温，从而能够确保其功能性并且提高其使用寿命。特别优选地，电池模块的电元件和/或电子元件能够利用冷却液可靠地冷却。在此，根据本发明的实施方式提供了特别的优点，即，尤其通过机械固定不构造出关于调温室的泄漏部位。
有利的是，调温室与另一调温室以引导流体的方式连接，所述另一调温室构造用于对功率电子器件的部件或者还有多个电池单体进行调温。
也适宜的是，调温元件包括调温结构，所述调温结构构造用于提高调温流体的湍流。
有利地，在电路板和壳体之间的机械连接以旋拧的方式构造。由此可以形成可靠的连接。
特别适宜的是，在调温元件和电路板之间布置有由热补偿材料构成的边界，所述边界环绕至少一个内部区域布置。由此附加地保护调温元件和电路板之间的区域（在所述区域中布置有热补偿材料）从而没有异物或杂质或者湿气能够进入到所述区域中，并且因此显著降低存在的例如电短路的风险，由此也显著降低电子元件的故障或失灵的风险。换言之，尤其可以沿着内部区域的边界布置由热补偿材料制成的毛条，由此提供屏障。总体上，由此可以提高可靠性和使用寿命。在此，边界尤其也可以是由热补偿材料构成的增强区域。
特别优选地，电元件和/或电子元件这样布置在电路板上，即在电路板上构造有至少一个待调温的区域和至少一个不待调温的区域。在此，热补偿元件优选配属于待调温的区域地布置在电路板与调温元件之间。
作为热补偿材料（英文也称为thermal interface material或通常称为TIM）可以使用交联的间隙填充剂，所述间隙填充剂在相当低地形成的强度时具有高的柔韧性。特别地，这种间隙填充剂由此可以在大面积连接的情况下支持机械的负载传递，并且此外因此附加地固定电路板。此外，尤其可以通过其材料特性和设计来补偿热膨胀并且缓冲振动。这总体上提高了结构的可靠性。
本发明的主题也涉及一种用于制造电池模块的刚刚描述的壳体元件的方法，所述壳体元件具有壳体，功率电子器件的部件能够容纳在所述壳体中。在此，壳体元件的电路板和壳体元件的调温元件导热地连接，在所述电路板上在至少一个内部区域中布置有电元件和/或电子元件。在调温元件和电路板之间布置有热补偿材料，并且电路板在至少一个内部区域之外与壳体机械连接。
在此，热补偿材料尤其大面积地涂覆在调温元件和电路板之间并且随后压制成均匀的层。在此可以省略不需要待冷却的区域。
总体上根据本发明的一种实施方式，其中电路板在至少一个内部区域之外与壳体机械连接，提供的优点是，配属于电路板的调温平面不被穿孔，即，不具有用于例如螺纹连接或其他固定件的凹部或留空部。因此，特别是在能够被调温流体穿流的调温室中，可以防止调温流体的泄漏或死区。借此总体上可以因此利用调温元件和电路板之间的完整的可用面，由此能够实现非常有效的冷却。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出并且在下面的描述中详细阐述。
图1以透视图示出了根据本发明的壳体元件的分解图，以及
图2在俯视图中示出了具有配属的热补偿材料的电路板。
具体实施方式
图1以分解图示出了电池模块的根据本发明的壳体元件1。
电池模块的壳体元件1首先包括壳体2，功率电子器件3的部件能够容纳在所述壳体中。根据在图1中示出的实施例，在壳体2中尤其不仅容纳有过电流保护装置、例如DC断路器30而且容纳有直流电压转换器、例如DC/DC转换器300。
此外，壳体元件1包括电路板4，在电路板上在至少一个内部区域5中布置有电元件61和电子元件62。
此外，壳体元件1包括调温元件7。在此，调温元件7导热地与电路板4连接。例如温度控制元件7可以包括能够被调温流体、特别是调温液体穿流构造的调温室。在调温元件7和电路板4之间布置有热补偿材料8。
此外，电路板4在至少一个区域5之外与壳体2机械连接。在图1中示出的实施例中，电路板4与壳体2之间的机械连接以旋拧的方式构造。在此，电路板4尤其在总共三个点31上优选借助于螺纹连接与壳体2连接，所述点布置在至少一个区域5之外。
从图1中也可以看出，电元件61和电子元件62以如下方式布置在电路板4上，即，构造出待调温的区域81和不待调温的区域82。热补偿材料8在此仅配属于待调温的区域81地布置在电路板4与调温元件7之间。
图2以俯视图示出了具有配属的热补偿材料8的电路板4，所述热补偿材料在此示出。
在此，首先可以看到电元件61和电子元件62。
此外，可以看到待调温的区域81和不待调温的区域82。
此外可以看出，在调温元件7和电路板4之间在电路板4的待识别的上侧上环绕至少一个内部区域5布置有由热补偿材料构成的边界11。
Claims (8)
1.一种电池模块的壳体元件，所述壳体元件具有壳体（2），功率电子器件（3）的部件能够容纳在所述壳体中，并且所述壳体元件具有电路板（4），在所述电路板上在至少一个内部区域（5）中布置有电元件（61）和/或电子元件（62），其中，
所述壳体元件（1）还包括调温元件（7），所述调温元件与所述电路板（4）导热连接，
其特征在于，
在所述调温元件（7）和所述电路板（4）之间布置有热补偿材料（8），并且所述电路板（4）在所述至少一个内部区域（5）之外与所述壳体（2）机械连接。
2.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，
其特征在于，
所述调温元件（7）包括能够被调温流体、特别是调温液体穿流构造的调温室。
3.根据前述权利要求所述的电池模块，
其特征在于，
所述调温室与另一调温室（10）以引导流体的方式连接，所述另一调温室构造用于调温所述功率电子器件（3）的部件。
4.根据前述两个权利要求中任一项所述的电池模块，
其特征在于，
所述调温元件（7）包括调温结构，所述调温结构构造用于提高所述调温流体的湍流。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，
其特征在于，
在所述电路板（4）和所述壳体（2）之间的机械连接以旋拧的方式构造。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，
其特征在于，
在所述调温元件（7）和所述电路板（4）之间环绕所述至少一个内部区域（5）布置有由热补偿材料（8）构成的边界（11）。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，
其特征在于，
所述电元件（61）和/或电子元件（62）以如下方式布置在所述电路板（4）上，即，在所述电路板（4）上构造有待调温的区域（81）和不待调温的区域（82），其中，所述热补偿材料（8）配属于待调温的区域（81）地布置在所述电路板（4）和所述调温元件（7）之间。
8.用于制造根据前述权利要求中任一项所述的电池模块（1）的方法，所述电池模块具有壳体（2），功率电子器件（3）的部件能够容纳在所述壳体中，其中，所述电池模块（1）的电路板（4）和调温元件（7）导热地连接，在所述电路板上在至少一个内部区域（5）中布置有电元件（61）和/或电子元件（62），其特征在于，在所述调温元件（7）和所述电路板（4）之间布置有热补偿材料（8），并且所述电路板（4）在所述至少一个内部区域（5）之外与所述壳体（2）机械连接。
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