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(STAND DER TECHNIK)
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Gebiet der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Batteriemodul und ein Herstellungsverfahren dafür.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Die Erforschung einer wiederaufladbaren Sekundärbatterie, die aufgeladen und entladen werden kann, wurde aktiv in Übereinstimmung mit der Entwicklung modernster Technologien wie einer Digitalkamera, einem Mobiltelefon, einem Laptop, einem Hybridauto und dergleichen durchgeführt. Ein Beispiel für die Sekundärbatterie ist eine Nickel-Cadmium-Batterie, eine Nickel-Metallhydrid-Batterie, eine Nickel-Wasserstoff-Batterie und eine Lithium-Sekundärbatterie. Darunter ist die Lithium-Sekundärbatterie, die eine Betriebsspannung von 3,6 V oder mehr aufweist, als Stromversorgung einer tragbaren elektronischen Vorrichtung oder für ein leistungsstarkes Hybridauto durch Reihenschaltung einer Vielzahl von Lithium-Sekundärbatterien vorgesehen. Da die Lithium-Sekundärbatterie eine dreimal höhere Betriebsspannung aufweist als die Nickel-Cadmium-Batterie oder die Nickel-Metallhydrid-Batterie und hinsichtlich der Energiedichteeigenschaften pro Gewichtseinheit besser ist als die Nickel-Cadmium-Batterie oder die Nickel-Metallhydrid-Batterie, wurde der Einsatz der Lithium-Sekundärbatterie schnell erhöht.
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Wie vorstehend beschrieben, wenn die Vielzahl von Sekundärbatterien in Reihe geschaltet sind, um in einem Hochleistungs-Hybridfahrzeug oder einem Elektrofahrzeug verwendet zu werden, wird die Vielzahl von Sekundärbatterien mit einem Element, wie beispielsweise einer Abdeckung oder einem Gehäuse, befestigt, dann werden eine Vielzahl von Batteriezellen über ein Verbindungselement, wie beispielsweise eine Sammelschiene, elektrisch miteinander verbunden. Daher kann die Vielzahl der Sekundärbatterien als eine Batteriemodulform verwendet werden.
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Beim herkömmlichen Batteriemodul werden jedoch ein separates Befestigungselement zum Stapeln und Fixieren der Vielzahl von Batteriezellen und separate Kühlelemente wie Kühlrippen und eine Kühlplatte zum Kühlen der Batteriezellen zusätzlich benötigt, so dass ein Volumen des Batteriemoduls vergrößert wird. Da die jeweiligen Seitenflächen eines Modulgehäuses separat bereitgestellt und dann miteinander gekoppelt werden, besteht zudem das Problem, dass der Modulherstellungsprozess kompliziert ist und die Fertigungszeit und -kosten steigen.
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Die
koreanische Patentanmeldung Nr. 10-1560217 (angemeldet am 7. Oktober 2015) offenbart ein Batteriegehäuse mit einer Elektrodenanordnung, die eine Kathode, eine Anode und eine Trennmembran beinhaltet, Batteriezellen, aus denen Elektrodenlaschen nach außen ragen, und ein Kühlelement, das an mindestens einer Oberfläche der gestapelten Batteriezellen befestigt ist, jedoch die oben genannten Probleme nicht gelöst hat.
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[ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG]
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Es ist Gegenstand von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, ein Batteriemodul bereitzustellen, das in der Lage ist, ein Volumen zu minimieren und eine Energiedichte durch Maximierung der Raumnutzung zu maximieren, und ein Herstellungsverfahren dafür.
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Darüber hinaus ist ein weiterer Gegenstand der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Batteriemoduls mit erhöhter Festigkeit und Steifigkeit zur Verbesserung der Montageleistung sowie ein Herstellungsverfahren dafür.
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Darüber hinaus ist ein weiterer Gegenstand der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Batteriemoduls, in dem eine Seite eines Gehäuses geöffnet wird, um die Anwendung eines wärmeleitenden Elements während der Herstellung und des Einsetzens einer Batteriegruppe zu erleichtern, sowie ein Herstellungsverfahren dafür.
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Darüber hinaus ist ein weiterer Gegenstand der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Batteriemoduls, das die Anwendung einer Menge eines wärmeleitenden Elements zwischen einer Batteriegruppe und einer Kühlplatte minimieren kann, und ein Herstellungsverfahren dafür.
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Weiterhin ist ein weiterer Gegenstand der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Batteriemoduls, in dem der Oberflächenkontakt zwischen einer Batteriegruppe und einer Kühlplatte durch eine elastische Matte auf einer Oberseite der Batteriegruppe maximiert wird, und ein Herstellungsverfahren dafür.
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Weiterhin ist ein weiterer Gegenstand von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, ein Batteriemodul bereitzustellen, in dem ein wärmeleitfähiges Element zwischen einer Batteriegruppe und einer Kühlplatte dünn verteilt ist, um eine Kontaktfläche dazwischen zu vergrößern und dadurch die Kühleffizienz von Batteriezellen durch eine Kühlplatte und ein Herstellungsverfahren derselben zu maximieren.
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Weiterhin ist ein weiterer Gegenstand der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Batteriemoduls, in dem ein Gehäuse durch mindestens einen Extrusions-, Press- und Biegeprozess in einer Richtung („Stapelrichtung“) gebildet wird, in der Batteriezellen gestapelt werden, so dass eine Länge des Gehäuses unabhängig von der Anzahl der gestapelten Batteriezellen frei vergrößert werden kann, und ein Herstellungsverfahren dafür.
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Weiterhin ist ein weiterer Gegenstand der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Batteriemoduls, in dem eine Barriere zwischen einer vorbestimmten Anzahl von gestapelten Batteriezellen angeordnet ist, um eine strukturelle Steifigkeit zu erhöhen, und ein Herstellungsverfahren dafür.
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Weiterhin ist ein weiterer Gegenstand der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Batteriemoduls, in dem für jede mindestens eine Batteriezelle eine Flächendruckmatte eingelegt werden kann, um zu verhindern, dass eine Modulstruktur durch Anschwellen beschädigt wird, und ein Herstellungsverfahren dafür.
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Weiterhin ist ein weiterer Gegenstand der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Batteriemoduls, in dem für jede mindestens eine Batteriezelle eine Flammschutzmatte eingelegt werden kann, um eine Flammenausbreitung und dergleichen im Notfall zu verhindern, und ein Herstellungsverfahren dafür.
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Darüber hinaus ist ein weiterer Gegenstand der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Batteriemoduls, in dem eine Sensoreinheit zum Messen einer Temperatur von Batteriezellen integral in einer Sammelschienenbaugruppe vorgesehen ist, wodurch die Sensoreinheit an einer gewünschten Messposition von Batteriezellen durch einfaches Befestigen der Sammelschienenbaugruppe und einer Vielzahl von Batteriezellen miteinander befestigt werden kann, und ein Herstellungsverfahren dafür.
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Um die oben genannten Ziele zu erreichen, ist gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Batteriemodul vorgesehen, das Folgendes beinhaltet: eine Batteriegruppe mit einer Vielzahl von übereinander gestapelten Batteriezellen; eine Kühlplatte, die in Kontakt mit einer Seite der Batteriegruppe angeordnet ist, um die Vielzahl von Batteriezellen zu kühlen; und ein Gehäuse, das auf der anderen Seite der Batteriegruppe angeordnet ist, um die Batteriegruppe zu umgeben, wobei das Gehäuse eine obere Abdeckung aufweist, die auf der anderen Seite der Batteriegruppe angeordnet ist; und Seitenverkleidungen, die sich vertikal von der oberen Abdeckung erstrecken, um Seitenabschnitte der Vielzahl von Batteriezellen zu umgeben, aus denen Elektrodenlaschen herausragen.
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Das Gehäuse kann als integrierte Struktur mit einer Länge ausgebildet sein, die einer Länge in einer Richtung entspricht, in der die Vielzahl von Batteriezellen der Batteriegruppe gestapelt sind.
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Die Batteriegruppe kann Barrieren beinhalten, die zwischen Untergruppen angeordnet sind, in denen eine vorbestimmte Anzahl von Batteriezellen gestapelt ist und eine vorbestimmte Steifigkeit aufweisen.
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Die Batteriegruppe kann mindestens eines aus einer Flächendruckmatte und einem flammhemmenden Polster beinhalten, die zwischen einer oder mehreren Batteriezellen angeordnet sind.
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Mindestens eines der Flächendruckmatte und der Flammschutzmatte können zwischen mindestens zwei Bündeln der Batteriezellen sandwichartig angeordnet sein, und Batteriezellen, die nicht mindestens eines der Flächendruckmatte und der Flammschutzmatte zwischen den Batteriezellen aufweisen, die einander gegenüberliegend aus der Vielzahl der Batteriezellen angeordnet sind, können miteinander verbunden sein.
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Ein wärmeleitfähiges Element kann zwischen der Batteriegruppe und der Kühlplatte angeordnet sein, um eine Kontaktfläche zwischen der Batteriegruppe und der Kühlplatte zu vergrößern.
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Das Gehäuse kann eine elastische Matte beinhalten, das auf einer Seite der oberen Abdeckung angeordnet ist, um die Batteriegruppe an die Seite der Kühlplatte zu drücken.
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Das Batteriemodul kann ferner eine Sammelschienenbaugruppe beinhalten, die konfiguriert ist, um die Vielzahl von Batteriezellen elektrisch zu verbinden, wobei die Sammelschienenbaugruppe Folgendes beinhaltet: mindestens eine Sammelschiene, die mit den Elektrodenlaschen benachbarter Batteriezellen aus der Vielzahl von Batteriezellen verbunden ist, um die benachbarten Batteriezellen elektrisch miteinander zu verbinden; einen Sammelschienenrahmen, der so ausgebildet ist, dass er die mindestens eine Sammelschiene umgibt, um die mindestens eine Sammelschiene zu befestigen und zu tragen; und eine Sensoreinheit, die mit mindestens einem Teil der Vielzahl von Batteriezellen in Kontakt kommt, um eine Temperatur der Batteriezellen zu messen.
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Die Messeinheit kann ein erstes Messelement beinhalten, das in Kontakt mit einer Seitenfläche der Batteriezelle steht, aus der die Elektrodenlasche herausragt, um eine Temperatur der Batteriezellen auf der Seite der Elektrodenlaschen zu messen.
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Das erste Sensorelement kann in engem Kontakt mit der Batteriezelle durch ein Stützelement stehen, das an mindestens einem Abschnitt des Sammelschienenrahmens ausgebildet ist.
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Die Messeinheit kann ein zweites Messelement beinhalten, das in Kontakt mit einer Oberseite der Batteriezelle steht, um eine Temperatur einer Oberseite der Batteriezelle zu messen.
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Darüber hinaus ist nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Batteriemodul vorgesehen, das Folgendes beinhaltet: eine Batteriegruppe mit einer Vielzahl von übereinander gestapelten Batteriezellen; eine Kühlplatte, die in Kontakt mit einer Seite der Batteriegruppe angeordnet ist, um die Vielzahl von Batteriezellen zu kühlen; und ein Gehäuse, das auf der anderen Seite der Batteriegruppe angeordnet ist, um die Batteriegruppe zu umgeben, wobei das Gehäuse eine obere Abdeckung aufweist, die auf der anderen Seite der Batteriegruppe angeordnet ist; und Seitenverkleidungen, die sich vertikal von der oberen Abdeckung zur Seite der Kühlplatte erstrecken, und die Seitenverkleidungen in einer Richtung ausgebildet sind, in der die Vielzahl von Batteriezellen gestapelt sind.
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Weiterhin ist gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Batteriemoduls vorgesehen, das Folgendes beinhaltet: Stapeln einer Vielzahl von Batteriezellen übereinander, Platzieren der gestapelten Batteriezellen auf einer Seite einer Kühlplatte und Koppeln eines Gehäuses, das eine obere Abdeckung beinhaltet, die die andere Seite der gestapelten Batteriezellen abdeckt, und Seitenverkleidungen, die sich vertikal von der oberen Abdeckung erstrecken, um Seitenabschnitte der Vielzahl von gestapelten Batteriezellen zu umgeben, aus denen Elektrodenlaschen herausragen, mit der Kühlplatte.
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Das Gehäuse kann durch mindestens eines der Verfahren Extrusion, Pressen und Biegen gebildet werden.
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Das Gehäuse kann so geformt sein, dass es eine Länge aufweist, die einer Länge in einer Richtung entspricht, in der die Vielzahl von Batteriezellen gestapelt sind.
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Während des Stapelns der Vielzahl von Batteriezellen kann eine Barriere mit einer vorbestimmten Steifigkeit zwischen einer vorbestimmten Anzahl von der Vielzahl von gestapelten Batteriezellen angeordnet werden.
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Während des Aufsetzens der Vielzahl von gestapelten Batteriezellen auf die Kühlplatte kann ein wärmeleitfähiges Element auf mindestens eine der Kühlplatten und die Vielzahl von Batteriezellen aufgebracht werden.
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Während der Kopplung des Gehäuses mit der Kühlplatte kann die Vielzahl von Batteriezellen durch eine elastische Matte, das auf einer Seite der oberen Abdeckung angeordnet ist, an die Kühlplattenseite gedrückt werden, so dass das wärmeleitende Element in Form eines dünnen Films aufgebracht wird.
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Vor dem Koppeln des Gehäuses mit der Kühlplatte kann eine Sammelschienenbaugruppe mit den Elektrodenlaschen der Vielzahl von Batteriezellen verbunden werden.
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Die Sammelschienenbaugruppe kann eine Sensoreinheit beinhalten, die mit mindestens einem Teil der Vielzahl von Batteriezellen in Kontakt kommt, um eine Temperatur der Batteriezellen zu messen, wobei während des Verbindens der Sammelschienenbaugruppe mit der Elektrodenlasche ein erstes Sensorelement der Sensoreinheit in engen Kontakt mit einer Seitenfläche der Batteriezelle kommen kann, aus der Elektrodenlaschen durch ein aus der Sammelschienenbaugruppe herausragendes Stützelement herausragen.
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Die Sammelschienenbaugruppe kann eine Sensoreinheit beinhalten, die mit mindestens einem Teil der Vielzahl von Batteriezellen in Kontakt kommt, um eine Temperatur der Batteriezellen zu messen, wobei während der Verbindung der Sammelschienenbaugruppe mit der Elektrodenlasche ein zweites Sensor-Element der Sensoreinheit durch eine elastische Matte, das auf einer Seite der oberen Abdeckung angeordnet ist, in engen Kontakt mit einem oberen Teil der Batteriezelle kommen kann.
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Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Volumen zu minimieren und eine Energiedichte zu maximieren, indem die Raumnutzung maximiert wird.
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Darüber hinaus können gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Festigkeit und Steifigkeit erhöht werden, um die Montageleistung zu verbessern.
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Darüber hinaus wird gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Seite des Gehäuses geöffnet, so dass das wärmeleitende Element leicht angebracht und die Batteriegruppe leicht eingesetzt werden kann.
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Weiterhin kann gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Aufbringungsmenge des Wärmeleitungselements zwischen der Batteriegruppe und der Kühlplatte minimiert werden.
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Darüber hinaus kann gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung der Oberflächenkontakt zwischen der Batteriegruppe und der Kühlplatte durch die elastische Matte auf einer Oberseite der Batteriegruppe maximiert werden.
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Darüber hinaus kann das wärmeleitende Element gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dünn zwischen der Batteriegruppe und der Kühlplatte verteilt werden, um die Kontaktfläche dazwischen zu vergrößern und dadurch eine Kühlleistung der Batteriezellen durch die Kühlplatte zu maximieren.
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Weiterhin, gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, da das Gehäuse durch mindestens eines der Extrusions-, Press- und Biegeverfahren in Stapelrichtung von Batteriezellen gebildet sein kann, so dass eine Länge des Gehäuses unabhängig von der Anzahl der gestapelten Batteriezellen frei vergrößert werden kann.
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Darüber hinaus kann die Barriere gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zwischen einer vorbestimmten Anzahl von gestapelten Batteriezellen angeordnet werden, um die strukturelle Steifigkeit zu erhöhen.
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Weiterhin kann gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Flächendruckmatte für jede mindestens eine Batteriezelle sandwichartig angeordnet werden, um zu verhindern, dass eine Modulstruktur durch Anschwellen beschädigt wird.
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Darüber hinaus kann die Flammschutzmatte gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung für jede mindestens eine Batteriezelle sandwichartig angeordnet werden, um eine Flammenausbreitung und dergleichen im Notfall zu verhindern.
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Darüber hinaus kann gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Sensoreinheit zum Messen einer Temperatur der Batteriezelle integral in der Sammelschienenbaugruppe vorgesehen werden, wodurch die Sensoreinheit an der gewünschten Messposition von Batteriezellen durch einfaches Befestigen der Sammelschienenbaugruppe und der Vielzahl von Batteriezellen miteinander fixiert werden kann.
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Figurenliste
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Die vorgenannten und andere Gegenstände, Merkmale und sonstigen Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen sie enthalten sind, besser verstanden:
- 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Batteriemodul gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die das Batteriemodul gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 3 ist eine teilweise explodierte perspektivische Ansicht, die eine Untergruppe des Batteriemoduls gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 4A ist eine perspektivische Ansicht, die die Untergruppe des Batteriemoduls gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, und 4B ist eine Querschnittsansicht, die auf Linie I-I der in 4A dargestellten Untergruppe aufgenommen wurde.
- 5 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem eine Sammelschienenbaugruppe und ein Gehäuse in einer Batteriegruppe des Batteriemoduls gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung montiert sind;
- 6 ist eine perspektivische Ansicht, die die Sammelschienenbaugruppe des Batteriemoduls gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 7A ist eine Teilquerschnittsansicht auf Linie I-I von 6, 7B ist eine Teilquerschnittsansicht auf Linie II-II von 6 und 7C ist eine Teilquerschnittsansicht auf Linie III-III von 6; und
- 8 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine Batteriegruppe, eine Kühlplatte und das Gehäuse des Batteriemoduls gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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[DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG]
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Im Folgenden werden die spezifischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Dies sind jedoch nur illustrative Beispiele und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
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In Beschreibungen der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden öffentlich bekannte Techniken, die es ermöglichen, den Sinn der vorliegenden Erfindung unnötig zu verdunkeln, nicht im Detail beschrieben. Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, wobei gleichartige Referenzzeichen gleichartige oder entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten bezeichnen. Darüber hinaus werden die hierin verwendeten Begriffe unter Berücksichtigung der Funktionen der vorliegenden Offenbarung definiert und können entsprechend der Gewohnheit oder Absicht der Nutzer oder Betreiber geändert werden. Daher sollte die Definition der Begriffe gemäß der hierin dargelegten Gesamtdarstellung erfolgen.
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Es ist zu verstehen, dass der technische Geist und der Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert sind, und die folgenden Ausführungsformen dienen nur der effizienten Beschreibung der vorliegenden Erfindung für Personen, die über Kenntnisse auf dem technischen Gebiet verfügen, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht.
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Batteriemodul 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, und 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die das Batteriemodul 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beinhaltet das Batteriemodul 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Batteriegruppe 10 mit einer Vielzahl von übereinander gestapelten Batteriezellen 111, eine Kühlplatte 20, die mit einer Seite der Batteriegruppe 10 in Kontakt kommt, um die Vielzahl von Batteriezellen 111 zu kühlen, und ein Gehäuse 30, das so angeordnet ist, dass es die Batteriegruppe 10 auf einer der Kühlplatte 20 gegenüberliegenden Seite umschließt. Zu diesem Zeitpunkt kann das Gehäuse 30 eine obere Abdeckung 310 beinhalten, die sich auf der anderen Seite der Batteriegruppe 10 befindet, und Seitenverkleidungen 320 erstrecken sich vertikal von der oberen Abdeckung 310, um Seitenabschnitte der Vielzahl von Batteriezellen 111 zu umgeben, aus denen die Elektrodenlaschen 111a herausragen.
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Insbesondere kann die Vielzahl der übereinander gestapelten Batteriezellen 111 so angeordnet sein, dass sie auf der Kühlplatte 20 auf einer Unterseite in den Zeichnungen platziert sind. Da das Gehäuse 30 auf einer Oberseite der Batteriegruppe 10 mit der Kühlplatte 20 kombiniert ist, ist es möglich, den oberen Teil und die Seitenteile der Batteriegruppe 10 vor Fremdstoffen und dergleichen zu schützen.
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Der Seitenabschnitt der hierin verwendeten Batteriegruppe 10 kann die Seitenabschnitte der Vielzahl von Batteriezellen 111 bedeuten, aus denen die Elektrodenlaschen 111a herausragen. Das heißt, die Seitenverkleidungen 320 des Gehäuses 30 können gebildet und in einer Richtung angeordnet sein, in der die Vielzahl der Batteriezellen 111 gestapelt sind (dargestellt in 8).
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Unterdessen kann das Gehäuse 30 so geformt werden, dass es eine Länge aufweist, die einer Länge in einer Richtung d1 entspricht, in der die Vielzahl von Batteriezellen 111 der Batteriegruppe 10 gestapelt sind („Stapelrichtung d1“), und die Seitenverkleidungen 320 können sich vertikal von beiden Enden der oberen Abdeckung 310 zur Seite der Kühlplatte 20 erstrecken, so dass sie als integrale Struktur ausgebildet sind.
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So kann beispielsweise das Gehäuse 30 durch Extrudieren in die gleiche Richtung wie die Richtung d1 gebildet werden, in der die Vielzahl der Batteriezellen 111 übereinander gestapelt ist, so dass selbst bei einer Änderung der Anzahl der auf der Batteriegruppe 10 gestapelten Batteriezellen 111 die Länge des Gehäuses 30 entsprechend der Länge in Stapelrichtung d1 der Vielzahl der gestapelten Batteriezellen 111, die im Folgenden ausführlich beschrieben wird, frei vergrößert oder verkleinert werden kann.
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Unterdessen kann das Gehäuse 30 ferner Modulbefestigungsteile 311 beinhalten, die integral mit der oberen Abdeckung 310 oder den Seitenverkleidungen 320 ausgebildet sind, indem sie aus mindestens einem Teil einer Außenfläche derselben herausragen. Durch die Modulbefestigungsteile 311 ist es möglich, bei der Herstellung eines Sekundärbatteriepakets mit der Vielzahl der Batteriemodule 1 eine Koppelkraft der Batteriemodule 1 durch Kopplung mit anderen Batteriemodulen zu erhöhen und eine strukturelle Steifigkeit des Sekundärbatteriepakets zu erhöhen.
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Darüber hinaus kann die Batteriegruppe 10 des Batteriemoduls 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Barrieren 120 beinhalten, die zwischen den Untergruppen 110 angeordnet sind, in denen eine vorbestimmte Anzahl von Batteriezellen 111 gestapelt sind.
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Insbesondere kann jede vorbestimmte Anzahl von Batteriezellen 111 aus der Vielzahl von Batteriezellen 111, die die Batteriegruppe 10 bilden, die Untergruppe 110 bilden, und eine oder mehrere Untergruppen 110 können zum Bilden der Batteriegruppe 10 vorgesehen werden. In diesem Fall kann die Barriere 120 so ausgebildet sein, dass sie eine vorgegebene Steifigkeit aufweist, und die Barrieren 120 können zwischen den Untergruppen 110 angeordnet werden, um zu verhindern, dass sich die Vielzahl von Batteriezellen 111 in der Batteriegruppe 10 in Stapelrichtung d1 ausdehnt, und dadurch die strukturelle Steifigkeit des Batteriemoduls 1 erhalten bleibt.
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Weiterhin können Vorder- und Rückdeckel 40 an beiden Enden der Batteriegruppe 10 in der Richtung d1 angeordnet sein, in der die Vielzahl der Batteriezellen 111 gestapelt sind, und die Vorder- und Rückdeckel 40 mit einer vorbestimmten Steifigkeit sind mit der Kühlplatte 20 und dem Gehäuse 30 kombiniert, so dass verhindert werden kann, dass sich die Vielzahl der Batteriezellen 111 in Stapelrichtung d1 ausdehnt, und die strukturelle Steifigkeit des Batteriemoduls 1 erhalten bleibt.
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Unterdessen kann das Batteriemodul 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Sammelschienenbaugruppe 50 beinhalten, die die Vielzahl der Batteriezellen 111 elektrisch verbindet. Darüber hinaus können in mindestens einem Abschnitt beider Endabschnitte der Kühlplatte 20 auf der Seite der Elektrodengewinde 111a der Batteriezelle 111 Befestigungsnuten 210 ausgebildet sein, so dass die Sammelschienenbaugruppe 50 montiert werden kann.
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Zu diesem Zeitpunkt kann die Befestigungsnut 210 durch Pressen mindestens eines Teils des Endes der Kühlplatte 20 in einer vorbestimmten Tiefe gebildet werden und vorzugsweise in einer Form, die einer unteren Endform der Sammelschienenbaugruppe 50 entspricht.
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Wie vorstehend beschrieben, befindet sich die Sammelschienenbaugruppe 50 mit der Montage in der Befestigungsnut 210, die in der Kühlplatte 20 auf der Seite der Batteriegruppe 10 ausgebildet ist. Daher kann die Befestigungsfestigkeit zwischen der Sammelschienenbaugruppe 50, der Batteriegruppe 10 und der Kühlplatte 20 erhöht werden, und Probleme wie das Trennen der Sammelschienenbaugruppe 50 und der Batteriegruppe 10 aufgrund von äußeren Einflüssen oder dergleichen können vermieden werden.
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Darüber hinaus kann zwischen der Seitenverkleidung 320 und der Sammelschienenbaugruppe 50 eine Sammelschienenabdeckung 60 angeordnet werden, um die Möglichkeit einer elektrischen Verbindung zwischen der Sammelschienenbaugruppe 50 und der Seitenverkleidung 320 zu verhindern. Die Sammelschienenabdeckung 60 und die Sammelschienenbaugruppe 50 werden im Folgenden näher beschrieben.
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Weiterhin kann zwischen der Batteriegruppe 10 und der Kühlplatte 20 in Dünnschichtform ein wärmeleitfähiges Element (nicht dargestellt), wie beispielsweise ein Spaltfüller oder ein wärmeleitender Klebstoff, angeordnet sein, um einen gewissen Kontakt zwischen der Batteriegruppe 10 und der Kühlplatte 20 zu erhöhen.
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Insbesondere kann das wärmeleitende Element mit einer Wärmeleitfähigkeit zwischen der Batteriegruppe 10 und der Kühlplatte 20 in einem dünn gestreuten Zustand angeordnet sein, und eine Kontaktfläche zwischen der Batteriegruppe 10 und der Kühlplatte 20 wird maximiert, um einen Spalt zwischen der Batteriegruppe 10 und der Kühlplatte 20 zu minimieren. Daher kann ein Wärmeübertragungswirkungsgrad der Batteriegruppe 10 durch die Kühlplatte 20 erhöht werden.
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Weiterhin kann das wärmeleitende Element aus einem Material mit Isolationseigenschaften hergestellt sein, wodurch die Möglichkeit einer elektrischen Verbindung zwischen der Vielzahl von Batteriezellen 111 und der Kühlplatte 20 blockiert wird. Unterdessen ist das wärmeleitende Element nicht auf einen Klebstoff oder dergleichen beschränkt, und es kann ein doppelseitiges Band mit Wärmeleitfähigkeit aufgebracht werden.
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3 ist eine teilweise explodierte perspektivische Ansicht, die die Untergruppe 110 des Batteriemoduls 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, 4A ist eine perspektivische Ansicht, die die Untergruppe 110 des Batteriemoduls 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, und 4B ist eine Querschnittsansicht, die auf Linie I-I der in 4A dargestellten Untergruppe 110 aufgenommen wurde.
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Unter Bezugnahme auf die 3 und 4 kann die Batteriegruppe 10 eine Flächendruckmatte 112 beinhalten, die zwischen einer oder mehreren Batteriezellen 111 angeordnet ist. Insbesondere kann die Flächendruckmatte 112 für jedes Bündel einer vorbestimmten Anzahl benachbarter Batteriezellen 111 aus der Vielzahl der Batteriezellen 111 angeordnet werden. Darüber hinaus kann die Flächendruckmatte 112 eine eigene Haftkraft aufweisen und auf beiden Seiten des Flächendruckmattes 112 auf die Batteriezellen 111 geklebt werden. In diesem Fall besteht die Flächendruckmatte 112 aus einem elastischen Material und weist eine konstante Flächenpressung auf und kann beim Anschwellen der Batteriezellen 111 eine Rolle als Stütze der Batteriezellen 111 um eine zulässige Dicke spielen.
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Da die Flächendruckmatte 112 zwischen der Vielzahl von Batteriezellen 111 angeordnet ist, ist es wie vorstehend beschrieben möglich, die Ausdehnung der Vielzahl von Batteriezellen 111 der Batteriegruppe 10 durch Anschwellen zu reduzieren und zu verhindern, dass externe Stöße, Vibrationen und dergleichen auf die Batteriezellen 111 übertragen werden.
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In der Zwischenzeit werden die Flächendruckmatte 112 vorzugsweise zwischen zwei nebeneinander liegenden Bündeln von Batteriezellen 111 oder zwischen zwei oder mehreren benachbarten Bündeln von Batteriezellen 111 eingeklemmt. Weiterhin können unter den benachbarten Batteriezellen 111, die einander zugewandt sind, die Batteriezellen 111, in denen die Flächendruckmatte 112 nicht dazwischen eingeklemmt ist, durch ein doppelseitiges Klebeband oder ein Klebeelement, wie beispielsweise einen Klebstoff, miteinander verklebt werden. Dadurch kann die Energiedichte des gesamten Batteriemoduls 1 verbessert werden.
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Die Flächendruckmatte 112 ist jedoch nicht auf den Fall beschränkt, dass es gemäß den Zeichnungen zwischen den Batteriezellen 111 angeordnet ist, sondern kann zwischen zwei oder drei Bündeln der nebeneinander angeordneten Batteriezellen 111 angeordnet werden, indem bei Bedarf die Anzahl der Bündel gewählt wird.
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Weiterhin kann die Flächendruckmatte 112 als Flammschutzmatte 112' mit Flammschutz ausgebildet sein. Insbesondere kann die Flammschutzmatte 112' zusätzlich zum Flächendruckmatte 112 zwischen einer oder mehreren der Vielzahl von Batteriezellen 111 der Batteriegruppe 10 angeordnet sein, und die Flammschutzmatte 112' kann aus einem nicht brennenden, verzögernden Material bestehen. Dadurch ist es möglich, auch im Falle eines Brandes oder einer Explosion durch Überhitzung zu verhindern, dass ein Brand auf die peripheren Batteriezellen 111 übertragen oder erweitert wird.
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Zu diesem Zeitpunkt kann das flammhemmende Pad 112' aus einem Material wie Silizium und Keramik usw. bestehen, aber dies ist nur ein Beispiel, und es ist nicht darauf beschränkt. Natürlich kann jedes Material, sofern es sich um ein schwer entflammbares Material handelt, ausreichend verwendet werden. Darüber hinaus ist es nicht auf den Fall beschränkt, dass eines der Flächendruckmatte 112 und der Flammschutzmatte 112' zwischen den Batteriezellen 111 eingeklemmt ist und die Flächendruckmatte 112 und die Flammschutzmatte 112' für jede mindestens eine Batteriezelle 111 gemeinsam angeordnet werden können, oder die Flächendruckmatte 112 und die Flammschutzmatte 112' im Überlappungszustand angeordnet werden können, z.B. durch Auswahl ihrer Anordnung nach Bedarf.
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5 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem die Sammelschienenbaugruppe 50 und das Gehäuse 30 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Batteriegruppe 10 des Batteriemoduls 1 montiert sind, und 6 ist eine perspektivische Ansicht, die die Sammelschienenbaugruppe 50 des Batteriemoduls 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Zu diesem Zeitpunkt zeigt die in 6 dargestellte Sammelschienenbaugruppe 50 eine innere perspektivische Ansicht der in 5 dargestellten Sammelschienenbaugruppe 50, wobei ein linkes Ende der vorderen Sammelschienenbaugruppe 50 aus 5 einem rechten Ende der Sammelschienenbaugruppe 50 aus 6 in den Zeichnungen entspricht und das rechte Ende der vorderen Sammelschienenbaugruppe 50 aus 5 dem linken Ende der Sammelschienenbaugruppe 50 aus 6 in den Zeichnungen entspricht.
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Unter Bezugnahme auf die 5 und 6 kann das Batteriemodul 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Sammelschienenbaugruppe 50 beinhalten, die die Vielzahl der Batteriezellen 111 elektrisch miteinander verbindet.
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Die Sammelschienenbaugruppe 50 kann mindestens eine Sammelschiene 510 beinhalten, die mit den Elektrodenlaschen 111a benachbarter Batteriezellen 111 aus der Vielzahl von Batteriezellen 111 verbunden ist, um die benachbarten Batteriezellen 111 elektrisch miteinander zu verbinden, und einen Sammelschienenrahmen 520, der so ausgebildet ist, dass er die mindestens eine Sammelschiene 510 umgibt, und der so konfiguriert ist, dass er die mindestens eine Sammelschiene 510 in Position fixiert und trägt.
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Insbesondere kann jede von einer oder mehreren Stromschienen 510 mit den Elektrodenlaschen 111a der benachbarten Batteriezelle 111 durch Kontaktieren, Schweißen oder dergleichen gekoppelt werden, wodurch die benachbarten Batteriezellen 111 elektrisch miteinander verbunden werden. Wenn zu diesem Zeitpunkt eine oder mehrere Stromschienen 510 miteinander in Kontakt kommen, kann es im Inneren des Batteriemoduls 1 zu einem Kurzschluss oder dergleichen kommen. Daher können die eine oder mehreren Stromschienen 510 durch den Stromschienenrahmen 520 aus einem Isoliermaterial befestigt und getragen werden, wobei die Stromschienen voneinander beabstandet sind.
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Darüber hinaus kann die Sammelschienenbaugruppe 50 ferner eine Sensoreinheit 530 beinhalten, die mit mindestens einem Teil der Vielzahl von Batteriezellen 111 in Kontakt kommt, um eine Temperatur der Batteriezellen 111 zu messen, und eine Stützeinheit 540, die die Sensoreinheit 530 trägt.
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Zu diesem Zeitpunkt kann die Sensoreinheit 530 aus der Sammelschienenbaugruppe 50 in Richtung der Vielzahl von übereinander gestapelten Batteriezellen 111 ragen. Weiterhin kann die Sensoreinheit 530 ein erstes Sensorelement 531 beinhalten, das in Kontakt mit einer Seitenfläche der Batteriezelle 111 steht, von der die Elektrodenlasche 111a vorsteht, um die Temperatur der Batteriezellen 111 auf der Elektrodenlasche 111a-Seite zu messen, und ein zweites Sensorelement 532, das in Kontakt mit einer Oberseite der Batteriezellen 111 steht, um die Temperatur einer Oberseite des Sensors 111 zu messen.
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Insbesondere kann die Batteriezelle 111 einen Zellkörper 111b beinhalten, der eine Elektrodenanordnung (nicht dargestellt) aufnimmt, und die Elektrodenlaschen 111a, die von einer Seite des Zellkörpers 111b vorstehen. In diesem Fall kann das erste Sensorelement 531 mit einer Seitenfläche des Seitenzellenkörpers 111b in Kontakt kommen, aus der die Elektrodenlasche 111a der Batteriezelle 111 herausragt, um die Temperatur eines Seitenabschnitts der Batteriezellen 111 auf der Elektrodenlasche 111a-Seite zu messen, und das zweite Sensorelement 532 kann mit einer Oberseite des Zellkörpers 111b der Batteriezelle 111 in Kontakt kommen, um die Temperatur eines oberen Abschnitts der Batteriezelle 111 zu messen.
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Die Temperaturmesspositionen der Sensoreinheit 530 sind jedoch nur ein Beispiel, sind aber nicht darauf beschränkt, und das erste Sensorelement 531 oder das zweite Messelement 532 kommt mit einer unteren Oberfläche der Batteriezelle 111 oder einem bestimmten Abschnitt des Zellkörpers 111b in Kontakt, um die Temperatur der Batteriezelle 111 zu messen.
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Währenddessen kann die Stützeinheit 540 ein erstes Stützelement 541 und ein zweites Stützelement 542 beinhalten.
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Insbesondere kann das erste Stützelement 541 so ausgebildet sein, dass mindestens ein Teil des Sammelschienenrahmens 520 zur Elektrodenlasche 111a-Seite der Batteriezelle 111 vorsteht und vorzugsweise zwischen den benachbarten Sammelschienen 510 der mindestens einen Sammelschiene 510 zur Elektrodenlasche 111a-Seite vorsteht, um so das erste Sensorelement 531 in Position zu fixieren und zu stützen. Darüber hinaus kann das erste Stützelement 541 aus einem Material mit einer vorbestimmten elastischen Abstoßkraft hergestellt sein, so dass das erste Sensorelement 531 bei der Befestigung der Sammelschienenbaugruppe 50 an der Batteriegruppe 10 in engen Kontakt mit mindestens einem Teil der Batteriezelle 111 kommen kann.
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Weiterhin kann das zweite Sensorelement 532 so ausgebildet sein, dass mindestens ein Teil des Sammelschienenrahmens 520 zur Elektrodenlasche 111a-Seite vorsteht, und vorzugsweise mindestens ein Teil der Oberseite des Sammelschienenrahmens 520 zur Elektrodenlasche 111a-Seite vorsteht, um so das zweite Sensorelement 532 in Position zu fixieren und zu stützen. Indes kann das zweite Sensorelement 532 auch eine vorbestimmte Elastizität aufweisen, so dass das zweite Sensorelement 532 beim Zusammenbau der oberen Abdeckung 310 auf der Oberseite in engen Kontakt mit der Zellkörperseite 111b kommen kann.
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Wie vorstehend beschrieben, fixieren und stützen das erste Stützelement 541 und das zweite Stützelement 542 das erste Sensorelement 531 bzw. das zweite Sensorelement 532. Daher können das erste Sensorelement 531 und das zweite Sensorelement 532 integral zusammen mit dem Sammelschienenrahmen 520 und der mindestens einen Sammelschiene 510 vorgesehen werden. Alternativ können das erste Sensorelement 531 und das zweite Sensorelement 532 durch einfaches Befestigen der Sammelschienenbaugruppe 50 an der Batteriegruppe 10 an jeder gewünschten Position in der Vielzahl der Batteriezellen 111 angeordnet sein.
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Währenddessen kann die Sensoreinheit 530 einen Verbinder 533 beinhalten, der mit dem ersten Sensorelement 531 und dem zweiten Sensorelement 532 verbunden ist, um Temperaturinformationen der Batteriezelle 111 zu übertragen, die vom ersten Sensorelement 531 und dem zweiten Sensorelement 532 gemessen werden, an ein externes GLT-Modul (nicht dargestellt) oder dergleichen, das eine Leiterplatte ist, mit der der Verbinder 533 verbunden ist.
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Darüber hinaus kann mindestens ein Teil des Verbinders 533 mit der mindestens einen Sammelschiene 510 verbunden sein, um Spannungsinformationen jeder einzelnen oder mehrerer Sammelschienen 510 an das externe GLT-Modul oder dergleichen zu übertragen.
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Währenddessen kann der Verbinder 533 in Form eines Kabels ausgebildet und integral mit der Sammelschienenbaugruppe 50 versehen sein. Unterdessen kann die Sensoreinheit 530 ferner ein Abdeckelement 534 beinhalten, das an mindestens einem Abschnitt einer Außenfläche der Sammelschienenbaugruppe 50 befestigt ist, um den Verbinder 533 zu umgeben.
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Darüber hinaus kann sich die Sammelschienenabdeckung 60 außerhalb der Sammelschienenbaugruppe 50 befinden und die Sammelschienenabdeckung 60 kann aus einem Isoliermaterial bestehen, um die Möglichkeit einer elektrischen Verbindung zwischen der mindestens einen Sammelschiene 510 und der Seitenverkleidung 320 des Gehäuses 30 zu verhindern.
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7A ist eine Teilquerschnittsansicht auf Linie I-I von 6, 7B ist eine Teilquerschnittsansicht auf Linie II-II von 6, und 7C ist eine Teilquerschnittsansicht auf Linie III-III von 6.
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In diesem Fall zeigen die in 7 dargestellten vergrößerten Ansichten teilweise vergrößerte Ansichten eines Zustands, in dem die Batteriegruppe 10, die Sammelschienenbaugruppe 50 und das Gehäuse 30 miteinander gekoppelt sind. Zur übersichtlichen Darstellung in der Zeichnung und zur besseren Beschreibung in dieser Offenbarung werden die jeweils vergrößerten Positionen durch die Linien I-I, II-II und III-III in der Sammelschienenbaugruppe 50 von 6 gekennzeichnet. Darüber hinaus zeigt die Sammelschienenbaugruppe 50 aus 6, wie vorstehend beschrieben, den Zustand, in dem die Sammelschienenbaugruppe 50 aus 5 von der Seite der Batteriegruppe 10 aus betrachtet wird.
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Unter Bezugnahme auf 7A kann das Gehäuse 30 ferner eine elastische Matte 330 beinhalten, das auf einer Seite der oberen Abdeckung 310 angeordnet ist, um die Batteriegruppe 10 gegen die Kühlplatte 20 Seite zu drücken. Insbesondere weist die elastische Matte 330 eine druckabweisende Kraft auf und drückt die Batteriegruppe 10 an ihrer Oberseite so, dass das Batteriemodul 10 in engen Kontakt mit der Kühlplatte 20 kommt, die am unteren Teil davon angeordnet ist. Dadurch kann der Oberflächenkontakt zwischen der Batteriegruppe 10 und der Kühlplatte 20 maximiert und die Kühlleistung der Batteriezelle 111 durch die Kühlplatte 20 erhöht werden.
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Da die elastische Matte 330 das zweite Sensorelement 532 auf der Oberseite der Batteriezelle 111 drückt, kann das zweite Sensorelement 532 auf der Oberseite der Batteriezelle 111 effektiver in engen Kontakt mit der Oberseite des Zellkörpers 111b kommen.
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Unter Bezugnahme auf die 7B und 7C, wie vorstehend beschrieben, kann mindestens ein Teil der Elektrodenlasche 111a der Batteriezelle 111 gebogen und so angeordnet werden, dass sie in Oberflächenkontakt mit der Stromschiene 510 steht. Darüber hinaus kann sich das erste Stützelement 541 zwischen der Batteriezelle 111 und dem Sammelschienenrahmen 520 befinden, um das erste Sensorelement 531 in engen Kontakt mit dem Seitenabschnitt der Batteriezelle 111 zu bringen, aus dem die Elektrodenlasche 111a ragt.
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8 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die die Batteriegruppe 10, die Kühlplatte 20 und das Gehäuse 30 des Batteriemoduls 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Unter Bezugnahme auf 8 kann das Batteriemodul 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, indem die Vielzahl der Batteriezellen 111 aufeinander gestapelt, die Batteriegruppe 10 einschließlich der Vielzahl der gestapelten Batteriezellen 111 auf der Kühlplatte 20 platziert und das Gehäuse 30 auf den oberen Teil der Batteriegruppe 10 gelegt wird.
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Zu diesem Zeitpunkt beinhaltet das Gehäuse 30 die obere Abdeckung 310, die die Oberseite der Vielzahl von Batteriezellen 111 bedeckt, und die Seitenverkleidungen 320, die sich vertikal von der oberen Abdeckung 310 erstrecken, um die Seitenabschnitte der Vielzahl von gestapelten Batteriezellen 111 zu umgeben, aus denen die Elektrodenlaschen 111a herausragen.
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Unterdessen kann das Gehäuse 30 so geformt werden, dass es eine Länge aufweist, die der Länge in Richtung d1 entspricht, in der die Vielzahl der Batteriezellen 111 gestapelt sind, und kann durch ein Extrusionsverfahren gebildet werden.
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Insbesondere kann das Gehäuse 30 gebildet werden, indem es in die gleiche Richtung extrudiert wird wie die Richtung d1, in der die Vielzahl der Batteriezellen 111 gestapelt sind. Dabei wird selbst bei einer Änderung der Anzahl der gestapelten Batteriezellen 111 das Gehäuse 30 durch Extrudieren in Stapelrichtung d1 der Batteriezelle 111 gebildet, so dass die Länge des Gehäuses 30 unabhängig von der Anzahl der gestapelten Batteriezellen 111 frei erhöht oder verringert werden kann. Zu diesem Zeitpunkt ist das Bilden des Gehäuses 30 nicht auf den Fall beschränkt, der durch den Extrusionsprozess durchgeführt wird, sondern kann durch mindestens eines der Extrusions-, Press- und Biegeverfahren gebildet werden.
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Darüber hinaus kann jede der Flächendruckmatten 112 und der Flammschutzmatten 112' zwischen einer oder mehreren Batteriezellen 111 aus der Vielzahl von Batteriezellen 111 angeordnet sein, die beim Stapeln der Vielzahl von Batteriezellen 111 gestapelt werden, und die Barrieren 120 mit einer vorbestimmten Steifigkeit können zwischen der vorbestimmten Anzahl benachbarter Batteriezellen 111 angeordnet sein, die aufeinander gestapelt sind. Dadurch kann die strukturelle Steifigkeit des Batteriemoduls 1 gesichert und eine Gefahr wie z.B. Brandübertragung vermieden werden. Die Flächendruckmatte 112, das Flammschutzpolster 112' und die Barriere 120 sind die gleichen wie oben beschrieben und werden daher hier nicht im Detail beschrieben.
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Darüber hinaus kann das wärmeleitende Element auf mindestens eine der Kühlplatten 20 und die Vielzahl der Batteriezellen 111 aufgebracht werden, während die Batteriegruppe 10 auf der Kühlplatte 20 platziert wird. Insbesondere kann nach dem Aufbringen des wärmeleitenden Elements auf die Kühlplatte 20 die Batteriegruppe 10 darauf platziert werden, oder umgekehrt kann das wärmeleitende Element auf eine Bodenfläche der Vielzahl von Batteriezellen 111 in einem Zustand aufgebracht werden, in dem die Batteriegruppe 10 auf den Kopf gestellt wird, dann wird die Kühlplatte 20 auf das Batteriemodul 10 aufgebracht.
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Da das wärmeleitende Element in einem Zustand aufgebracht wird, in dem der obere Abschnitt der Kühlplatte 20 und die unteren Abschnitte der Vielzahl von Batteriezellen 111 der Batteriegruppe 10 wie vorstehend beschrieben geöffnet werden, kann der Prozess des Aufbringens des wärmeleitenden Elements visuell angepasst werden, und eine Aufbringungsmenge des wärmeleitenden Elements und ein Aufbringungsabschnitt können leicht zwischen den Prozessen des Aufbringens des wärmeleitenden Elements gesteuert werden. Weiterhin kann das wärmeleitende Element nur auf den erforderlichen Abschnitt aufgebracht werden, so dass eine Menge des zu verwendenden wärmeleitenden Elements minimiert werden kann. Da die Batteriegruppe 10 und die Kühlplatte 20 nach dem Aufbringen des wärmeleitenden Elements in Oberflächenkontakt miteinander kommen, kann das wärmeleitende Element zwischen der Batteriegruppe 10 und der Kühlplatte 20 in einem dünnen ausgestreckten Zustand angeordnet sein, und bei Verwendung einer Mindestmenge des wärmeleitenden Elements ist es möglich, das wärmeleitende Element mit ausreichender Haftung und Wärmeleitfähigkeit aufzubringen. Darüber hinaus kann die Batteriegruppe 10 durch die elastischen Polster 330 des Gehäuses 30 seitlich an die Kühlplatte 20 gedrückt werden, und das wärmeleitende Element kann dünn verteilt werden, so dass der Oberflächenkontakt zwischen der Batteriegruppe 10 und der Kühlplatte 20 erhöht werden kann.
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Darüber hinaus kann vor der Kopplung des Gehäuses 30 mit der Kühlplatte 20 die Sammelschienenbaugruppe 50 an der Batteriegruppe 10 befestigt werden, um elektrisch mit den Elektrodenlaschen 111a der Vielzahl von Batteriezellen 111 verbunden zu werden.
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Insbesondere können nach dem Koppeln der Batteriegruppe 10 und der Sammelschienenbaugruppe 50 mindestens eine Sammelschiene 510 und die mit der Sammelschiene 510 der Sammelschienenbaugruppe 50 in Kontakt stehenden Elektrodenlaschen 111a durch Schweißen oder dergleichen elektrisch miteinander verbunden sein.
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Zu diesem Zeitpunkt wird die Sammelschienenbaugruppe 50 durch Kopplung mindestens einer Sammelschiene 510 und des Sammelschienenrahmens 520 gebildet und dann im gekoppelten Zustand an der Batteriegruppe 10 befestigt, so dass ein Prozess, bei dem die separaten Sammelschienen 510 befestigt und mit jeder Elektrodenlasche 111a der benachbarten angeordneten Batteriezellen 111 aus der Vielzahl der Batteriezellen 111 verbunden werden, entfällt. Darüber hinaus wird die Sammelschienenbaugruppe 50 mit einer oder mehreren in einem vorgegebenen Abstand angeordneten Sammelschienen 510 an der Seite der Batteriegruppe 10 befestigt, dann werden die Sammelschienen 510 und die Elektrodenlaschen 111a miteinander verbunden, so dass die Betriebseffizienz bei der Herstellung des Batteriemoduls 1 weitgehend gesteigert werden kann.
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Weiterhin ist die Sensoreinheit 530, die das erste Sensorelement 531 und das zweite Sensorelement 532 beinhaltet, wie vorstehend beschrieben, integral an einer vorbestimmten Position in der Sammelschienenbaugruppe 50 vorgesehen. Daher können bei der Befestigung der Sammelschienenbaugruppe 50 an der Batteriegruppe 10 die Sensormaterialien 331 und 332 in Kontakt kommen und an den gewünschten Positionen der Vielzahl von Batteriezellen 111 befestigt werden.
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Dadurch können Betriebszeit und Kosten, die bisher für die Befestigung der Sensoreinheit 530 an der gewünschten Position der Batteriezelle 111 zur Messung der Temperatur der Batteriezellen 111 aufgewendet wurden, weitgehend reduziert werden.
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Da das erste Sensorelement 531 durch das erste Stützelement 541 elastisch abgestützt ist, da die Sammelschienenbaugruppe 50 und die Batteriegruppe 10 aneinander befestigt sind, kann das erste Sensorelement 531 durch die Abstoßkraft des ersten Stützelements 541 mit dem Seitenabschnitt der Batteriezelle 111 in engen Kontakt kommen. Darüber hinaus kann das zweite Sensorelement 532 durch die elastische Matte 330 des Gehäuses 30 während des Aufsetzens des Gehäuses 30 auf die Batteriegruppe 10 wie vorstehend beschrieben in engen Kontakt mit dem oberen Teil der Batteriezelle 111 kommen.
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Das heißt, eine Erhöhung der Haftung kann durch einfaches Anziehen der Batteriegruppe 10, der Sammelschienenbaugruppe 50 und des Gehäuses 30 erreicht werden, so dass zusätzliche Operationen, Elemente und dergleichen, um das erste Sensorelement 531 mit dem zweiten Sensorelement 532 in engen Kontakt zu bringen, nicht erforderlich sind und dadurch Zeit und Kosten während der Herstellung weitgehend reduziert werden können.
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Obwohl die repräsentativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben wurden, wird von Personen, die auf dem technischen Gebiet, auf dem sich die vorliegende Erfindung bezieht, allgemein bekannt sind, verstanden, dass darin verschiedene Änderungen und Variationen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Dementsprechend sollte der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt sein, sondern durch die beigefügten Ansprüche sowie deren Äquivalente definiert sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1:
- Batteriemodul
- 10:
- Batteriegruppe
- 110:
- Untergruppe
- 111:
- Batteriezelle
- 111a:
- Elektrodenlasche
- 111b:
- Zellkörper
- 112:
- Flächendruckmatte
- 112':
- Flammschutzmatte
- 120:
- Barriere
- 20:
- Kühlplatte
- 210:
- Befestigungsnut
- 30:
- Gehäuse
- 310:
- Obere Abdeckung
- 311:
- Modulbefestigungsteil
- 320:
- Seitenverkleidung
- 330:
- Elastische Matte
- 40:
- Vordere und hintere Abdeckungen
- 50:
- Sammelschienenbaugruppe
- 510:
- Sammelschiene
- 520:
- Sammelschienenrahmen
- 530:
- Sensoreinheit
- 531:
- Erstes Sensorelement
- 532:
- Zweites Sensorelement
- 533:
- Steckverbinder
- 534:
- Abdeckelement
- 540:
- Stützeinheit
- 541:
- Erstes Stützelement
- 542:
- Zweites Stützelement
- 60:
- Sammelschienenabdeckung
- d1:
- Stapelrichtung der Batteriezellen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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