CN117203838A - 电池模块、电池组和车辆 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于车辆(2)的电池模块(1)。电池模块(1)包括：外壳(3)，所述外壳被构造成容纳多个电池单元(5)；和安装区段(7)，所述安装区段被构造成接纳用于将电池模块(1)安装到车辆(2)的另外部件(1,31)的紧固元件(8)。电池模块(1)包括定位在外壳(3)与安装区段(7)之间的隔热单元(9)。本公开还涉及一种用于车辆(2)的电池组(30)和一种包括电池组(30)的车辆(2)。

Description

电池模块、电池组和车辆
技术领域
本公开涉及一种用于车辆的电池模块。本公开还涉及一种用于车辆的包括多个电池模块的电池组和一种包括电池组的车辆。
背景技术
车辆使用电力驱动具有许多优势，尤其是在本地排放方面。这种车辆包括被配置成向车辆提供动力的一个或多个电力推进电机。这些类型的车辆可以分类为纯电动车辆和混合动力电动车辆。有时称为电池电动车辆、仅电动车辆和全电动车辆的纯电动车辆包括纯电动动力传动系统，并且不包括内燃发动机，并且因此在它们使用的地方不产生排放。
混合动力电动车辆包括两种或更多种不同类型的动力，例如内燃发动机和电力推进系统。内燃发动机和电力推进系统的组合提供了关于能效的优点，部分是因为内燃发动机在较低功率输出水平下的能效较差。此外，一些混合动力电动车辆能够在需要时(例如在某些区域行驶时)以纯电力驱动操作。
电力通常储存在包括多个可充电电池单元的电池组中。使用一些不同类型的电池单元，诸如锂离子电池、锂聚合物电池和镍氢电池。与推进电池相关联的一个问题是，大多数类型的电池(诸如上面列出的那些电池)是对温度敏感的，这意味着它们具有最有效的温度范围。此外，过高温度和过低温度可能会损坏和/或缩短推进电池的寿命。另外，过高温度和过低温度可能会降低电池的电池单元的能量储存容量，这可能会对车辆的可用操作范围产生负面影响。
电池单元在充电和放电时在内部生成热量。此外，车辆可以在影响电池单元温度的各种温度条件下操作。因此，并且出于上述原因，推进电池的温度优选地由热管理系统来调节。热管理系统可以被配置成在一些操作条件下冷却电池单元，诸如在电池单元的高充电或放电水平期间或之后和/或在高环境温度期间。此外，热管理系统可以被配置成在一些其他操作条件下加热电池单元，诸如当车辆启动并且电池单元的温度低于阈值温度等时。在一些车辆中，并且尤其是在纯电动车辆中，热管理系统可以利用储存在电池单元中的电能来操作热管理系统，至少在一些情况下，诸如当车辆的电力系统没有连接到电网时。因此，如果是这样，热管理系统的操作可能会对车辆的可用操作范围产生负面影响。
与推进电池相关联的另一个问题是电池单元的溶胀。即电池单元的温度及其充电状态(SOC)可能会影响电池单元的体积。此外，其他方面也可能影响电池单元的体积，诸如阳极与阴极的化学计量比、颗粒污染、机械损伤、电极与电解质之间的加速寄生反应、热量和气体的释放等。如果电池单元安装在不允许电池单元膨胀的有限空间中，则电池单元内部的内部压力可能变得危险地高。此外，布置有电池单元的结构可能在电池单元溶胀时受损。
与推进电池相关联的另一个问题是电池单元可能是机械敏感的，这意味着电池单元优选地受到保护，不受振动、冲击、强力等的影响。然而，安装到车辆的电池在要求苛刻的环境中操作，并且通常会经受大量的振动、力等。
另外，即使用于车辆的电力驱动可以提供关于车辆的能量效率、其碳足迹等的许多优点，能量的有效使用对于包括电力推进系统的车辆也是重要的方面。
此外，一般来说，在当今的消费者市场上，如果诸如车辆和相关联部件、系统和装置的产品具有适用于以成本有效的方式制造和组装的条件和/或特征，则这将是有利的。
发明内容
本发明的目的是克服或至少减轻上述问题和缺点中的至少一些问题和缺点。
根据本发明的第一方面，该目的通过用于车辆的电池模块来实现。电池模块包括被构造成容纳多个电池单元的外壳。电池模块还包括安装区段，该安装区段被构造成接纳用于将电池模块安装到车辆的另外部件的紧固元件。电池模块包括定位在外壳与安装区段之间的隔热单元。
由于电池模块包括定位在外壳与安装区段之间的隔热单元，因此减少了外壳与安装区段之间的热传递。作为进一步的结果，布置在外壳中的电池单元与另外部件之间的热传递也减少了。
因此，允许车辆的热管理系统以更有效的方式操作，同时减少电池单元与另外部件之间的热泄漏。作为其进一步的结果，提供了用于以能量有效的方式将电池单元的温度调节到更理想的温度范围的条件。因此，也提供了用于延长包括电池模块的车辆的可用操作范围和增加车辆的总能量效率的条件。另外，因为提供了用于将电池单元的温度调节到更理想的温度范围的条件，所以也可以增加电池单元的使用寿命。
此外，研究表明，在车辆操作期间，电池模块中最外面的电池单元可以具有与电池模块的其他电池单元不同的温度。即电池单元通常并排堆叠以在电池模块内部形成一排电池单元。由于热泄漏到电池模块的外壳，位于该排的相应端部处的电池单元(即布置在电池模块的外壳附近或邻近的电池单元)可以具有与电池模块的其他电池单元不同的温度特性。因此，通过减少外壳与安装区段之间的热传递，可以获得电池模块内部的电池单元的更均匀的温度。作为其进一步的结果，提供了用于增加电池模块内部的电池单元的使用寿命的条件。
此外，由于定位在外壳与安装区段之间的隔热单元，电池模块可以具有改进的允许电池模块内部的电池单元溶胀的能力。这是因为当电池模块内部的电池单元的溶胀导致外壳的壁朝向安装区段移动时，隔热单元可以压缩。
此外，由于定位在外壳与安装区段之间的隔热单元，电池模块可以具有改进的保护布置在电池模块内部的电池单元免受机械冲击、振动等的能力。这是因为隔热单元可以充当安装区段与外壳之间的保护屏障。
另外，提供了一种电池模块，该电池模块具有适用于以成本有效的方式制造和组装的条件和特性。这是因为组装者或组装机器在组装电池模块时可以将隔热单元简单地定位在外壳与安装区段之间，以使外壳与安装区段隔热。
因此，提供了一种电池模块，该电池模块克服或至少减轻上述问题和缺点中的至少一些问题和缺点。因此，实现了上述目的。
任选地，隔热单元由聚合物材料制成。因此，提供了一种隔热单元，该隔热单元具有高绝热性能的条件，同时具有适用于以成本有效的方式制造和组装的条件和特征。
另外，电池模块可以具有改进的允许电池模块内部的电池单元溶胀的能力。这是因为当电池模块内部的电池单元的溶胀导致外壳的壁朝向安装区段移动时，聚合物隔热单元可以具有改进的压缩能力。
此外，电池模块可以具有改进的保护布置在电池模块内部的电池单元免受机械冲击、振动等的能力。这是因为由聚合物材料制成的隔热单元可以具有改进的充当安装区段与外壳之间的保护屏障的能力。
任选地，隔热单元由纤维增强材料制成。因此，可以以成本有效的方式提供坚固耐用的隔热单元。
任选地，安装区段包括安装元件，该安装元件包括用于接纳紧固元件的通孔。因此，提供了简单且有效的安装区段，从而允许快速且成本有效地组装电池模块。
任选地，通孔沿第一方向延伸，并且其中隔热单元被配置成在包括电池模块的车辆的运动期间在基本上垂直于第一方向的方向上在安装元件与外壳之间传递力。因此，提供了一种电池模块，该电池模块具有改进的保护电池模块内部的电池单元免受机械冲击、振动等的能力。这是因为隔热单元可以以有效的方式充当安装区段与外壳之间的保护屏障，从而减少电池模块的安装区段与壳体之间的机械冲击、振动等的传递。
任选地，安装元件是细长的并且沿第一方向延伸，并且其中安装元件的沿第一方向测量的长度大于外壳的沿第一方向测量的长度的30％。因此，提供了用于以刚性、耐用和可靠的方式将电池模块安装到车辆的另外部件的条件，同时确保电池模块的外壳与安装区段之间的低热传递。
任选地，当电池模块安装在车辆上并且车辆定位在平坦的水平面上时，第一方向与车辆的竖直方向基本上一致。因此，提供了用于将电池模块刚性、耐用且可靠地安装到车辆的另外部件的条件，同时确保电池模块的外壳与安装区段之间的低热传递。
任选地，隔热单元被构造成在包括电池模块的车辆倾斜期间支撑由电池模块施加在另外部件上的负载的至少一部分。因此，提供了用于将电池模块刚性、耐用且可靠地安装到车辆的另外部件的条件，同时确保电池模块的外壳与安装区段之间的低热传递。
任选地，外壳由金属材料制成。因此，可以提供坚固耐用的电池模块，同时确保电池模块的外壳与安装区段之间的低热传递。
任选地，电池模块包括多个角部，并且其中电池模块包括位于电池模块的每个角部处的安装区段。因此，提供了用于将电池模块刚性、耐用且可靠地安装到车辆的另外部件的条件，同时确保电池模块的外壳与安装区段之间的低热传递。
任选地，电池模块包括定位在电池模块的每个安装区段与外壳之间的隔热单元。因此，提供了一种电池模块，该电池模块具有在布置于外壳中的电池单元与另外部件之间进行更低热传递的条件。因此，允许车辆的热管理系统以甚至更有效的方式操作，同时减少电池单元和另外部件之间的热泄漏。另外，可以获得电池模块内部的电池单元的更均匀的温度。
此外，由于定位在电池模块的每个安装区段与外壳之间的隔热单元，电池模块可以具有改进的允许电池模块内部的电池单元溶胀的能力。这是因为当电池模块内部的电池单元的溶胀导致外壳的壁朝向安装区段移动时，隔热单元可以压缩。
此外，由于定位在电池模块的每个安装区段与外壳之间的隔热单元，电池模块可以具有进一步改进的保护布置在电池模块内部的电池单元免受机械冲击、振动等的能力。这是因为隔热单元可以充当安装区段与外壳之间的保护屏障。
另外，提供了一种电池模块，该电池模块具有适用于以成本有效的方式制造和组装的条件和特性。这是因为组装者或组装机器在组装电池模块时可以将隔热单元简单地定位在外壳与安装区段之间，以使外壳与安装区段隔热。
任选地，另外部件是另一电池模块或包括多个电池模块的电池组的外壳。因此，提供了一种电池模块，该电池模块具有在布置于外壳中的电池单元与另一电池模块和/或电池组的壳体之间的低热传递的条件。
根据本发明的第二方面，该目的通过用于车辆的电池组来实现，其中电池组包括多个根据本公开的一些实施例的电池模块。
由于根据一些实施例，电池组包括多个电池模块，因此提供了具有减少内部热传递的条件的电池组。因此，允许车辆的热管理系统以更有效的方式操作。作为其进一步的结果，提供了用于以能量有效的方式将电池组的电池单元的温度调节到更理想的温度范围的条件。因此，也提供了用于延长包括电池组的车辆的可用操作范围和增加车辆的总能量效率的条件。另外，因为提供了用于将电池单元的温度调节到更理想的温度范围的条件，所以也可以增加电池组的电池单元的使用寿命。
此外，提供了一种电池组，该电池组具有使电池组内部的电池单元的温度更加均匀的条件。作为其进一步的结果，提供了用于增加电池组内部的电池单元的使用寿命的条件。
此外，提供了一种电池组，该电池组具有用于允许电池组内部的电池单元溶胀的改进能力的条件。
此外，提供了一种电池组，该电池组具有用于改进的保护布置在电池组内部的电池单元免受机械冲击、振动等的能力的条件。
另外，提供了一种电池组，该电池组具有适用于以成本有效的方式制造和组装的条件和特性。
因此，提供了一种电池组，该电池组克服或至少减轻上述问题和缺点中的至少一些问题和缺点。因此，实现了上述目的。
任选地，电池组被配置成向车辆的电力推进电机提供电力。因此，可以提供有效的电池组来为车辆的电力推进电机供应电力。
根据本发明的第三方面，该目的通过车辆来实现，该车辆包括被配置成向车辆提供动力的电力推进电机，并且其中车辆还包括根据本公开的一些实施例的电池组。
由于车辆包括根据一些实施例的电池组，因此提供了一种车辆，该车辆克服或至少减轻上述问题和缺点中的至少一些问题和缺点。因此，实现了上述目的。
当研究所附权利要求和以下详细描述时，本发明的进一步特征和优点将变得显而易见。
附图说明
本发明的各个方面(包括其特定特征和优点)将从以下详细描述和附图中所论述的示例性实施例中容易理解，在该附图中：
图1示出了根据本公开的一些实施例的车辆，
图2示出了图1所示的车辆的电池组的透视图，
图3示出了图2所示的电池组的电池模块中的一个电池模块的俯视图，
图4示出了图3所示的电池模块的一些部件的分解图，
图5示出了处于组装状态的图4所示的部件，
图6示出了图5所示的部件的俯视图，并且
图7示出了图2所示的电池组的一部分的横截面。
具体实施方式
现在将更全面地描述本发明的方面。相似的附图标记始终指代相似的元件。为了简洁和/或清楚起见，不必详细描述众所周知的功能或构造。
图1示出了根据本公开的一些实施例的车辆2。根据所示实施例，车辆2是卡车，即一种重型车辆。根据另外的实施例，如本文中所提及的，车辆2可以是用于陆基或水基推进的另一类型的重型或较轻类型的有人或无人驾驶车辆，例如货车、公交车、施工车辆、拖拉机、汽车、船舶、船等。
车辆2包括电动动力传动系统40。根据所示实施例，电动动力传动系统40被配置成经由车辆2的车轮57向车辆2提供动力。电动动力传动系统40包括电力推进电机33。电力推进电机33能够经由车辆2的车轮57向车辆2提供动力，以及提供车辆2的再生制动。因此，根据所示实施例，电力推进电机33能够作为电动机以及发电机操作。车辆2的电力推进电机33也可以称为车辆推进电机/发电机。
根据所示实施例，车辆2的电动动力传动系统40是纯电动动力传动系统40，即不包括内燃机的动力系统。根据另外的实施例，车辆2的电动动力传动系统40可以是所谓的混合动力电动动力传动系统40，除了用于向车辆2提供动力的电力推进电机33之外，该混合动力电动动力传动系统还包括内燃机。
此外，在图1中，显示了车辆2的电池组30。电池组30可操作地连接到电力推进电机33并被配置成向该电力推进电机提供电力和/或从该电力推进电机接收电力。如本文进一步解释的，电池组30包括布置在电池组30的电池模块中的多个电池单元。
在图1中，车辆2被示出为在预期使用位置定位在平坦的水平表面H上。此外，在图1中，显示了车辆2的竖直方向vd。当车辆2在预期使用位置定位在平坦的水平面H上时，车辆2的竖直方向vd垂直于平坦的水平面H。此外，当车辆2在预期使用位置定位在平坦的水平表面H上时，车辆2的竖直方向vd与车辆2的位置处的局部重力矢量一致。
图2示出了图1所示的车辆2的电池组30的透视图。如图2中可见，电池组30包括多个电池模块1。更详细地，根据所示实施例，电池组30包括外壳31，该外壳包括四个外壳层41-44。根据图2所示的实施例，每个外壳层41-44包括五个电池模块1，其中电池模块1安装到电池组30的外壳31的外壳层41-44，如本文进一步解释的。
因此，根据图2所示的实施例，电池组30总共包括二十个电池模块1。然而，根据另外的实施例，如本文所述，电池组30可以包括不同于四个的另一数量的外壳层41-44，并且每个外壳层41-44可以包括不同于五个的另一数量的电池模块1。因此，如本文所述，电池组30可以包括不同于二十个的另一数量的电池模块1。作为示例，如本文所述的电池组30可以包括1-8个外壳层41-44范围内的多个外壳层41-44，其中电池组30的每个外壳层41-44可以包括1-8个电池模块1范围内的多个电池模块1。
在图2中，显示了电池组30的竖直方向vd’。下面，如果没有另外显示，则同时参考图1和图2。根据所示实施例，电池组30被构造成安装到车辆2，使得当车辆2在预期使用位置定位在平坦的水平表面H上时，电池组30的竖直方向vd’与车辆2的竖直方向vd一致。如图2中可见，根据所示实施例，电池组30的外壳31的外壳层41-44沿电池组30的竖直方向vd’彼此堆叠。
然而，根据另外的实施例，电池组30的外壳31的外壳层41-44可以沿另一个方向彼此堆叠并附接。此外，电池组30可以被构造成以不同于上述方向的另一方向安装到车辆2。电池组30可以包括用于将电池组30安装到车辆2的一个或多个安装部分。电池组30可以例如使用一个或多个紧固元件安装到车辆2的底盘或车架。此外，电池组30可以包括覆盖电池组30的顶部部分的封盖。然而，出于简洁和清楚的原因，电池组30的这种封盖和这种安装部分没有在图2中示出。
如图2中所见，每个电池模块1包括封盖10。然而，出于简洁和清楚的原因，在图2中电池模块1中的一个电池模块的仅封盖10具有参考标记“10”。
图3示出了图2所示的电池组30的电池模块1中的一个电池模块的俯视图。在图3中，出于可视性和清楚的原因，电池模块1的封盖已经被移除。电池模块1包括容纳多个电池单元5的外壳3。电池单元5例如可以是锂离子电池单元、锂聚合物电池单元或镍氢电池单元。电池模块1的外壳3也可以称为电池模块外壳3。同样，参考图2，电池组30的外壳31也可以称为电池组外壳31。
根据图3所示的实施例，电池模块1包括十六个电池单元5。根据另外的实施例，电池模块1可以包括其他数量的电池单元5，诸如在1-30个电池单元5的范围内的数量，或者在4-26个电池单元5的范围内的数量。每个电池单元5可以电连接到电池模块1的一个或多个其他电池单元5。如从上述内容可以理解，根据所示实施例，电池模块1被配置成向包括电池模块1的车辆的电动动力传动系统提供电力。同样，参考图2，每个电池模块1可以电连接到电池组30的一个或多个其他电池模块1，以便向包括电池组30的车辆的电动动力传动系统提供电力。
电池模块1包括多个安装区段7。电池模块1的每个安装区段7被构造成接纳用于将电池模块1安装到如本文进一步解释的另外部件的紧固元件8。根据所示实施例，如本文所述，另外部件是图2所示的电池组30的外壳31。根据另外的实施例，如本文所述，另外部件可以是另一种类型的部件，诸如另一电池模块1。
如图3所显示，电池模块1包括多个角部c1-c4，其中电池模块1包括位于电池模块1的每个角部c1-c4处的安装区段7。根据所示实施例，电池模块1包括四个角部c1-c4，并且因此也包括四个安装区段7。然而，电池模块1可以包括布置在电池模块1的角部c1-c4外部的一个或多个安装区段7。此外，电池模块1可以包括不同于四个的其他数量的角部c1-c4，诸如三个、五个、六个等，并且每个角部c1-c4可以包括不同于一个的其他数量的安装区段7。
如图3所显示，根据所示实施例，电池模块1包括定位在电池模块1的每个安装区段7与外壳3之间的隔热单元9。隔热单元9由导热率比电池模块1的安装区段7的材料和外壳3的材料低的材料制成。这样，减少了外壳3与安装区段7之间的热传递。作为进一步的结果，布置在外壳3中的电池单元5与另外部件(即根据所示实施例的电池组30的外壳31)之间的热传递也减少了。如果使用定位在电池模块1的安装区段7与外壳3之间的一个或多个隔热单元9，则也可以获得这些优点，因为外壳3与安装区段7之间的热传递将减少。因此，电池模块1可以不必如所示实施例中包括定位在电池模块1的每个安装区段7与外壳3之间的一个隔热单元9。
在图3中，显示了电池模块1的外壳3的两个侧壁3’。根据所示实施例，电池模块1具有矩形形状，其中图3中所显示的侧壁3’构成电池模块1的短边的侧壁3’。然而，下文中提到的侧壁3’也可以是电池模块1的长边的侧壁。
图4示出了图3所示的电池模块1的一些部件3’、9、17的分解图，包括电池模块1的侧壁3’中的一个侧壁。图3所示的电池模块1的相对侧壁3’可以包括相同或对应的特征、功能和优点。因此，在下文中，仅参考电池模块1的侧壁3’中的一个侧壁。下面，如果没有另外显示，则同时参考图3和图4。
在图4中，可以清楚地看到电池模块1的两个安装区段7。每个安装区段7包括安装元件17。电池模块1的安装区段7和安装元件17可以包括相同的特征、功能和优点。因此，在下面的一些地方，参考电池模块1的安装区段7中的一个安装区段和安装元件17中的一个安装元件。
如图4中清楚地可见，根据所示实施例，安装元件17在第一方向d1上伸长。安装元件17包括通孔19，用于接纳紧固元件，诸如图3中所显示的紧固元件8。通孔19沿第一方向d1延伸。根据所示实施例，安装元件17形成为管状套筒。根据另外的实施例，安装元件17可以具有不同的形状。侧壁3’包括从侧壁3’突出一段距离的支架状突起3”。此外，在图4中，可以看到两个隔热单元9。安装元件17可以通过将安装元件17焊接到侧壁3’而附接到电池模块1的外壳3的侧壁3’。如本文进一步解释的，根据所示实施例，通过沿图4中所显示的线23、25将安装元件17焊接到支架状突起3”而将安装元件17附接到电池模块1的外壳3的侧壁3’。
如上所显示，图4示出了图3中所示的电池模块1的一些部件3’、9、17的分解图。图4所示的部件3’、9、17可以说是以拆卸状态示出的。根据所示实施例，隔热单元9包括多个凹槽27。当隔热单元9和安装元件17附接到侧壁3’时，即当部件3’、9、17处于组装状态时，凹槽27在横向于第一方向d1的方向上延伸，如本文进一步解释的。此外，侧壁3’包括从侧壁3’突出的多个凸起部29。
此外，根据所示实施例，隔热单元9包括细长凹陷部24。当隔热单元9和安装元件17附接到侧壁3’时，细长凹陷部24被构造成容纳安装元件17的至少一部分，如本文进一步解释的。因此，如上所理解，当隔热单元9和安装元件17附接到侧壁3’时，细长凹陷部24在与第一方向d1一致的方向上伸长。
图5示出了处于组装状态的图4所示的部件3’、9、17。在下文中，如果没有另外显示，则同时参考图3至图5。如图5中清楚地可见，当隔热单元9和安装元件17附接到侧壁3’时，侧壁3’的凸起部29突出到隔热单元9的凹槽27中。这样，通过侧壁3’的凸起部29与隔热单元9的凹槽27之间的邻接接触，隔热单元9被锁定而不能在平行于第一方向d1的方向上移动。
在电池模块1的组装过程中，组装者或组装机器可以将隔热单元9抵靠电池模块1的侧壁3’定位，使得侧壁3’的凸起部29突出到隔热单元9的凹槽27中。然后，组装者或组装机器可以将安装元件17插入到隔热单元9的细长凹陷部24与电池模块1的侧壁3’的支架状突起3”之间形成的空间中。然后，组装者或组装机器可以例如通过沿图4和图5中所显示的线23、25将安装元件17焊接到支架状突起3”而将安装元件17附接到电池模块1的侧壁3’。安装元件17可以例如使用激光焊接沿线23、25焊接到支架状突起3”。当安装元件17插入到隔热单元9的细长凹陷槽24与侧壁3’的支架状突起3”之间形成的空间时，由于隔热单元9的细长凹陷部24的形状和安装元件17的形状，隔热单元9也被锁定而不能在垂直于第一方向d1的方向上移动。
根据另外的实施例，隔热单元9与侧壁3’之间的界面可以包括另一种类型的结构，用于当电池模块1处于组装状态时锁定隔热单元9，防止该隔热单元相对于侧壁3’移动。例如，隔热单元9可以包括多个凸起部，并且侧壁3’可以包括多个凹陷部，其中当电池模块1处于组装状态时，隔热单元9的凸起部可以突出到侧壁3’的凹陷部中。此外，根据一些实施例，隔热单元9和安装元件17可以以不同于上述方式的另一种方式附接到电池模块1。作为示例，隔热单元9和/或安装元件17可以使用胶粘、焊接和/或使用一个或多个紧固元件(诸如螺钉、螺栓等)附接到电池模块1。
图6示出了图5所示的部件3’、9、17的俯视图。在图6中，在与图5所示的第一方向d1一致的观察方向上示出了部件3’、9、17。如图6中所见，隔热单元9包围安装元件17的大部分并且在安装元件17与电池模块1的侧壁3’之间形成屏障。
在图6中，显示了第二方向d2和第三方向d3。第二方向d2和第三方向d3中的每一者都垂直于图5中所显示的第一方向d1。此外，第三方向d3平行于电池模块的侧壁3’。如图6中清楚地可见，当电池模块处于组装状态时，由于隔热单元9的细长凹陷部24的形式和安装元件17的形式，隔热单元9被锁定而不能在平行于第三方向d3的方向上移动。
图7示出了图2所示的电池组30的一部分的横截面。下面，如果没有另外显示，则同时参考图1至图7。如图7中清楚地可见，根据所示实施例，电池模块1被构造成安装到电池组30的外壳31的一部分35。电池组30的外壳31的部分35可以包括设有螺纹的孔，该螺纹被构造成与紧固元件8的螺纹接合。这样，电池模块1可以以简单、快速和可靠的方式安装到电池组30。如在图7中最佳可见，根据所示实施例，紧固元件8是螺栓。根据另外的实施例，如本文所述，紧固元件8可以是另一种类型的紧固元件，诸如螺钉、细长杆等。
此外，如上所显示，由于定位在电池模块1的外壳3与安装区段7之间的隔热单元9，减少了电池模块1的外壳3与电池组30的外壳31之间的热传递。此外，如在图6中最佳可见，隔热单元9可以充当保护屏障，该保护屏障保护布置在电池模块1内部的电池单元5免受经由该电池模块的安装区段7传递到电池模块1的机械冲击、振动等。
根据本公开的一些实施例，隔热单元9由聚合物材料(诸如聚酰胺)制成。这样，提供了隔热单元9，该隔热单元具有高绝热性能的条件，同时具有适用于以成本有效的方式制造和组装的条件和特征。此外，提供了隔热单元9，该隔热单元具有保护布置在电池模块1内部的电池单元5免受机械冲击、振动等的高能力的条件。
此外，如在图5中最佳可见，由于电池模块1和定位在电池模块1的外壳3与安装区段7之间的隔热单元9的特征，因此允许侧壁3’在朝向隔热单元9的方向上有一定程度的弯曲。由此，电池模块1具有允许电池模块1内部的电池单元5溶胀的改进能力。这是因为如果电池模块1内部的电池单元5的溶胀导致外壳3的侧壁3’朝向隔热单元9移动，则隔热单元9可以压缩。
根据本公开的一些实施例，隔热单元9由纤维增强材料(诸如纤维增强聚合物材料)制成。隔热单元9因此可以包括被构造成增强隔热单元9的纤维。这样，可以以成本有效的方式提供坚固耐用的隔热单元9。纤维可以例如包含玻璃纤维。
根据所示实施例，外壳3和安装元件17由金属材料(诸如钢)制成。由此，可以提供坚固耐用的电池模块1及其到电池组30的外壳31的坚固耐用的附接，同时确保电池模块1的外壳3与电池组30的外壳31之间的低热传递。
如上面参考图4和图5解释的，根据所示实施例，安装元件17是细长的并且沿第一方向d1延伸。此外，如图4中所显示，根据所示实施例，安装元件17的沿第一方向d1测量的长度L1是外壳3的沿第一方向d1测量的长度L2的大约64％。外壳3的沿第一方向d1测量的长度L2也可以称为外壳3的高度。根据另外的实施例，安装元件17的沿第一方向d1测量的长度L1可以在外壳3的沿第一方向d1测量的长度L2的30％至110％的范围内，或者可以在40％至90％的范围内。由于安装元件17的相当大的长度L1，可以确保电池模块1的刚性耐用的安装。
在图4、图5和图7中，显示了电池模块1的竖直方向vd”。根据所示实施例，当电池模块1安装到如图7中所显示的电池组30时，电池模块1的竖直方向vd”与电池组30的竖直方向vd’一致。如上文解释的，根据所示实施例，电池组30被构造成安装到车辆2，使得当车辆2在预期使用位置定位在平坦的水平表面H上时，电池组30的竖直方向vd’与车辆2的竖直方向vd一致。此外，如从上文理解的，当车辆2在预期使用位置定位在平坦的水平表面H上时，车辆2的竖直方向vd与车辆2的位置处的重力矢量的方向一致。因此，根据所示实施例，当车辆2在预期使用位置定位在平坦的水平表面H上时，安装元件17及其通孔19延伸的第一方向d1与车辆2的竖直方向vd一致。根据一些实施例，当车辆2在预期使用位置定位在平坦的水平表面H上时，安装元件17及其通孔19延伸的第一方向d1可以与车辆2的竖直方向vd基本上一致。根据这种实施例，当车辆2在预期使用位置定位在平坦的水平表面H上时，第一方向d1与包括电池组30的车辆2的位置处的重力矢量之间的角度可以小于12度，或者可以小于7度。然而，根据另外的实施例，电池模块1可以相对于包括电池模块1的电池组30以及相对于包括电池模块1的车辆2以另一种方式和另一种取向布置。同样，电池组30可以相对于车辆2布置在不同于根据所示实施例的取向的另一方位。
如在图6中最佳可见，隔热单元9被配置成在包括电池模块1的车辆2的运动期间在基本上垂直于第一方向d1的方向d2上在安装元件17与外壳3之间传递力。因此，根据所示实施例，当包括电池模块1的车辆2相对于水平面倾斜时，隔热单元9将支撑由电池模块1施加在电池组30的外壳31上的负载的至少一部分。另外，在车辆2加速和减速时，隔热单元9将支撑由电池模块1施加在电池组30的外壳31上的负载的至少一部分。
在图7中，可以看到电池组30的两个外壳层41、42。更详细地，根据所示实施例，电池模块1安装到电池组30的外壳31的一层41的一部分35。电池组30的外壳层41、42可以使用一个或多个紧固元件、焊接等彼此附接。此外，在图7中，示意性地显示了两个热调节单元51。热调节单元51被布置成与电池模块1内部的电池单元5热接触，并且被配置成调节布置在电池模块1内部的电池单元5的温度。热调节单元51可以各自包括冷却剂通道，该冷却剂通道被构造成容纳冷却剂，诸如水/乙二醇混合物、油等。包括电池组30的车辆2可以包括电池热管理系统，该电池热管理系统被配置成通过热调节单元51的冷却剂通道泵送温度受控的冷却剂，以调节布置在电池模块1内部的电池单元5的温度。
由于电池模块1的隔热单元9，允许车辆2的电池热管理系统以更有效的方式操作，同时减少电池单元5与电池组30的外壳31之间的热泄漏。此外，由于隔热单元9，提供了用于以能量有效的方式将电池单元5的温度调节到更理想的温度范围的条件。因此，也为延长包括电池模块1的车辆2的可用操作范围和增加车辆2的总能量效率提供了条件。另外，因为提供了用于将电池单元5的温度调节到更理想的温度范围的条件，所以可以增加电池单元5的使用寿命。
此外，如在图3中可见，根据所示实施例，电池单元5并排堆叠以在电池模块1内部形成一排电池单元5。位于该排的相应端部处的电池单元5(即布置在电池模块1的外壳3的侧壁3’附近或邻近的电池单元5)通常具有与电池模块1的其他电池单元5不同的温度特性。然而，通过减少外壳5与安装区段7之间的热传递，可以获得电池模块1内部的电池单元5的更均匀的温度。作为其进一步的结果，提供了用于增加电池模块1内部的电池单元5的使用寿命的条件。
通孔19沿第一方向d1延伸的特征意味着通孔的中心轴线与第一方向d1一致。同样，安装元件17在第一方向d1上伸长的特征意味着安装元件17的伸长方向与第一方向d1一致或者至少基本上平行于第一方向d1。此外，细长凹陷部24在与第一方向d1一致的方向上伸长的特征意味着细长凹陷部24的中心轴线与第一方向d1一致或者至少基本上平行于第一方向d1。
如本文所用，用语“与......基本上一致”可以包括所指的物体之间的角度小于12度，或者小于7度。
如本文所用，用语“基本上垂直于”可以包括所指的物体之间的角度在80至100度的范围内，或者在85至95度的范围内。
如本文所用，用语“基本上平行于”可以包括所指的物体之间的角度小于7度，或者小于4度。
应理解，上述内容是对各种示例实施例的例示，并且本发明仅由所附独立权利要求限定。本领域技术人员将认识到，在不脱离由所附独立权利要求限定的本发明的范围的情况下，可对示例性实施例进行修改，并且可组合示例性实施例的不同特征以产生除本文中描述的那些实施例之外的实施例。
如本文所用，术语“包括(comprising/comprises)”是开放式的，并且包括一个或多个所述特征、元件、步骤、部件或功能，但是不排除存在或附加一个或多个其他特征、元件、步骤、部件、功能或它们的组。

Claims (15)

1.一种用于车辆(2)的电池模块(1)，其中所述电池模块(1)包括：
-外壳(3)，所述外壳被构造成容纳多个电池单元(5)，以及
-安装区段(7)，所述安装区段被构造成接纳用于将所述电池模块(1)安装到所述车辆(2)的另外部件(1,31)的紧固元件(8)，
并且其中所述电池模块(1)包括定位在所述外壳(3)与所述安装区段(7)之间的隔热单元(9)。
2.根据权利要求1所述的电池模块(1)，其中所述隔热单元(9)由聚合物材料制成。
3.根据权利要求1或2所述的电池模块(1)，其中所述隔热单元(9)由纤维增强材料制成。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块(1)，其中所述安装区段(7)包括安装元件(17)，所述安装元件包括用于接纳所述紧固元件(8)的通孔(19)。
5.根据权利要求4所述的电池模块(1)，其中所述通孔(19)沿第一方向(d1)延伸，并且其中所述隔热单元(9)被配置成在包括所述电池模块(1)的车辆(2)的运动期间在基本上垂直于所述第一方向(d1)的方向(d2)上在所述安装元件(17)与所述外壳(3)之间传递力。
6.根据权利要求4或5所述的电池模块(1)，其中所述安装元件(17)是细长的并且沿第一方向(d1)延伸，并且其中所述安装元件(17)的沿所述第一方向(d1)测量的长度(L1)大于所述外壳(3)的沿所述第一方向(d1)测量的长度(L2)的30％。
7.根据权利要求5或6所述的电池模块(1)，其中当所述电池模块(1)安装在车辆(2)上并且所述车辆(2)定位在平坦的水平表面(H)上时，所述第一方向(d1)与所述车辆(2)的竖直方向(vd)基本上一致。
8.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块(1)，其中所述隔热单元(9)被构造成在包括所述电池模块(1)的车辆(2)倾斜期间支撑由所述电池模块(1)施加在所述另外部件(1,31)上的负载的至少一部分。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块(1)，其中所述外壳(3)由金属材料制成。
10.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块(1)，其中所述电池模块(1)包括多个角部(c1-c4)，并且其中所述电池模块(1)包括位于所述电池模块(1)的每个角部(c1-c4)处的安装区段(7)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块(1)，其中所述电池模块(1)包括定位在所述电池模块(1)的每个安装区段(7)与所述外壳(3)之间的隔热单元(9)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块(1)，其中所述另外部件(1,31)是另一电池模块(1)或包括多个电池模块(1)的电池组(30)的外壳(31)。
13.一种用于车辆(2)的电池组(30)，其中所述电池组(30)包括多个根据前述权利要求中任一项所述的电池模块(1)。
14.根据权利要求13所述的电池组(30)，其中所述电池组(30)被配置成向所述车辆(2)的电力推进电机(33)提供电力。
15.一种车辆(2)，所述车辆包括被配置成向所述车辆(2)提供动力的电力推进电机(33)，并且其中所述车辆(2)还包括根据权利要求13或14所述的电池组(30)。
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