DE202021106934U1 - Batteriemodulanordnung - Google Patents

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Abstract

Batteriemodul, das aufweist:
ein erster Einsatz, der auf erste Elektroden von angeordneten Batteriezellen aufgesetzt ist und erste Teile der Batteriezellen befestigt;
ein zweiter Einsatz, der auf zweite Elektroden der angeordneten Batteriezellen aufgesetzt ist und zweite Teile der Batteriezellen befestigt;
ein erstes Strom-/Sammelschienengehäuse, das mit dem ersten Einsatz verbunden ist, wobei eine Strom-/Sammelschiene, die elektrisch mit den ersten Elektroden der Batteriezellen verbunden ist, auf der ersten Strom-/Sammelschiene sitzt;
ein zweites Strom-/Sammelschienengehäuse, das mit dem zweiten Einsatz verbunden ist, wobei eine Strom-/Sammelschiene, die elektrisch mit den zweiten Elektroden der Batteriezellen verbunden ist, auf der zweiten Strom-/Sammelschiene sitzt;
eine erste Abdeckung, die das erste Strom-/Sammelschienengehäuse abdeckt, um die Batteriezellen, den ersten Einsatz und das erste Strom-/Sammelschienengehäuse zu schützen; und
eine zweite Abdeckung, die das zweite Strom-/Sammelschienengehäuse abdeckt, um die Batteriezellen, den zweiten Einsatz und das zweite Strom-/Sammelschienengehäuse zu schützen.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
  • Diese Anmeldung beansprucht unter 35 USC § 119(a) die Nutznießung der Koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2020-0183873 , eingereicht am 24. Dezember 2020 beim Koreanischen Amt für Geistiges Eigentum, deren gesamte Offenbarung hiermit für sämtliche Zwecke durch Verweis einbezogen ist.
  • HINTERGRUND
  • 1. Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Batteriemodulanordnung, die eine Vielzahl von Batteriezellen und Teile zum Zusammenbauen derselben aufweist.
  • 2. Diskussion des Stands der Technik
  • Verschiedene Hersteller stellen Batteriemodule mit verschiedenen Strukturen her. Das Batteriemodul wird als Anordnungstyp hergestellt, bei dem eine Vielzahl von Basiseinheit-Batteriezellen (zum Beispiel zylindrische Zellen) derart angeordnet ist, dass sie Spezifikationen hinsichtlich einer vorbestimmten Spannung und eines vorbestimmten Stroms erfüllt, und eine Batteriekühlstruktur, ein Befestigungselement, ein Wärmetauscherelement und dergleichen werden mit dieser zusammengebaut.
  • Verschiedene Merkmale, die bei einer Batteriemodulanordnung berücksichtigt werden sollten, sind wie folgt. Gemäß einer Auslegungsspezifikation wird die Batteriemodulanordnung durch Anwenden sämtlicher oder einiger der folgenden Merkmale hergestellt.
    1. 1. Ob ein Batteriemanagementsystem (BMS) integriert ist
    2. 2. Batteriezellenkühlung
    3. 3. Abführen von aus einer Batteriezelle abgeführtem Gas
    4. 4. Verschiedene Kühlverfahren - Verwendung eines Wärmerohrs, das ein Kühlmittel aufweist
    5. 5. Isolierleistung
    6. 6. Verschiedene Zellenspezifikationsimplementierungen durch Kombinieren einer Vielzahl von Batteriezellen und dergleichen
  • Die oben beschriebenen Merkmale können die Vorteile der Batteriemodulanordnung bieten, aber auch Nachteile hinsichtlich einer Vergrößerung von Volumen, Gewicht, Anzahl von Teilen, Kosten, einer Verringerung der Produktivität und dergleichen aufgrund von unnötigen zusätzlichen Elementen.
  • ÜBERBLICK
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft das Bereitstellen einer Batteriemodulanordnungsstruktur, die beim Stand der Technik nicht vorhanden ist und eine neue Struktur ist, zum Verbessern der Isolier- und Kühlleistung und eines Grads an Auslegungsfreiheit und zum Verringern eines Volumens, eines Gewichts, der Anzahl von Teilen und der Kosten durch Verbessern einer Modulanordnungsstruktur.
  • Mit der vorliegenden Offenbarung wird zum Lösen der Aufgaben ein Batteriemodul mit einem verbesserten Grad einer Verbindungsstruktur bereitgestellt, und zwar durch Verwenden eines Gehäuses mit einer Struktur, die es ermöglicht, dass eine Strom-/Sammelschiene frei an jedem eines oberen und eines unteren Abschnitts der Batteriezelle angeordnet werden kann. Insbesondere ist bei einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein Batteriemodul vorgesehen, das ein erster Einsatz, die auf erste Elektroden von angeordneten Batteriezellen aufgesetzt ist und erste Teile der Batteriezellen befestigt, ein zweiter Einsatz, die auf zweite Elektroden der angeordneten Batteriezellen aufgesetzt ist und zweite Teile der Batteriezellen befestigt, ein erstes Strom-/Sammelschienengehäuse, das mit dem ersten Einsatz verbunden ist und auf dem eine Strom-/Sammelschiene sitzt, die elektrisch mit den ersten Elektroden der Batteriezellen verbunden ist, ein zweites Strom-/Sammelschienengehäuse, das mit dem zweiten Einsatz verbunden ist und auf dem eine Strom-/Sammelschiene sitzt, die elektrisch mit den zweiten Elektroden der Batteriezellen verbunden ist, eine erste Abdeckung, die das erste Strom-/Sammelschienengehäuse abdeckt, um die Batteriezellen, den ersten Einsatz und das erste Strom-/Sammelschienengehäuse zu schützen, und eine zweite Abdeckung, die das zweite Strom-/Sammelschienengehäuse abdeckt, um die Batteriezellen, den zweiten Einsatz und das zweite Strom-/Sammelschienengehäuse zu schützen, aufweist.
  • Die Struktur und der Betrieb gemäß der vorliegenden Offenbarung werden anhand spezifischer Ausführungsformen, die nachstehend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden, besser verständlich.
  • Figurenliste
  • Die oben genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden für Durchschnittsfachleute auf dem Sachgebiet anhand der detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen derselben mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen besser verständlich, in denen:
    • 1 eine perspektivische Explosionsansicht zur Darstellung eines Batteriemoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist;
    • 2 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung einer Anordnung des Batteriemoduls von 1 ist;
    • 3 eine detaillierte schematische Konfigurationsdarstellung eines oberen Einsatzes (20) ist;
    • 4 eine detaillierte schematische Konfigurationsdarstellung eines unteren Einsatzes (20') ist;
    • 5A und 5B Ansichten zur Darstellung einer Form sind, in der Batteriezellen (10) in Taschen (201, 201') des oberen Einsatzes (20) und des unteren Einsatzes (20') eingesetzt sind;
    • 5C eine Ansicht zum Beschreiben von Nuten (205) ist, die in dem oberen Einsatz (20) und dem unteren Einsatz (20') ausgebildet sind und Strom-/Sammelschienen, die Elektroden der Batteriezellen (10) verbinden, aufnehmen;
    • 6 eine detaillierte schematische Konfigurationsdarstellung eines oberen Strom-/Sammelschienengehäuses (30) ist;
    • 7 eine detaillierte schematische Konfigurationsdarstellung eines unteren Strom-/Sammelschienengehäuses (30') ist;
    • 8 eine Ansicht zur Darstellung einer Sitzstruktur jeder Strom-/Sammelschiene (301, 309) des oberen und des unteren Strom-/Sammelschienengehäuses (30, 30') ist;
    • 9A und 9B beispielhafte Ansichten zum Beschreiben eines Grads an Auslegungsfreiheit zum Implementieren verschiedener Reihen- und Parallelstrukturen eines gesamten Batteriemoduls durch Verändern von Formen der Strom-/Sammelschienen (301, 309) des oberen und des unteren Strom-/Sammelschienengehäuses (30, 30') sind;
    • 10 und 11 detaillierte schematische Konfigurationsdarstellungen einer oberen Abdeckung (40) und einer unteren Abdeckung (40') sind; und
    • 12A und 12B beispielhafte Draufsichten zur Darstellung eines Anordnungszustands einer Batteriemodulanordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung sind.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
  • Vorteile und Merkmale der vorliegenden Offenbarung und Verfahren zum Realisieren derselben werden unter Bezugnahme auf die folgenden detailliert beschriebenen Ausführungsbeispiele und der beiliegenden Zeichnungen besser verständlich. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf die nachstehend offenbarten Ausführungsformen beschränkt und kann in verschiedenen unterschiedlichen Formen implementiert werden. Die Ausführungsformen dienen nur dazu, die vorliegende Offenbarung vollständig zu beschreiben und Fachleuten auf dem Sachgebiet den Umfang der vorliegenden Offenbarung vollständig zu vermitteln, und der Umfang der vorliegenden Offenbarung ist in den beiliegenden Ansprüchen definiert. Des Weiteren dienen die hier verwendeten Ausdrücke nur zum Beschreiben der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und nicht der Einschränkung. Sofern der Kontext nicht eindeutig etwas Anderes angibt, umfassen die in der Gebrauchsmusterschrift beschriebenen Singularformen auch die Pluralformen. Des Weiteren werden die hier verwendeten Ausdrücke „aufweisen“ oder „aufweisend“ mit einer Bedeutung verwendet, die einige genannte Komponenten, Schritte, Vorgänge und/oder Elemente spezifiziert, aber das Vorhandensein oder Hinzufügen einer oder mehrerer anderer Komponenten, Schritte, Vorgänge und/ oder Elemente nicht ausschließt. Nachstehend werden die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben. Bei der Beschreibung der Ausführungsformen entfallen in einem Fall, in dem spezifische Beschreibungen von verwandten bekannten Komponenten oder Funktionen das Wesentliche der vorliegenden Offenbarung verschleiern, die spezifischen Beschreibungen.
  • 1 ist eine perspektivische Explosionsansicht zur Darstellung eines Batteriemoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung, und 2 ist eine perspektivische Ansicht zur Darstellung einer Anordnung des Batteriemoduls von 1.
  • Das dargestellte Batteriemodul umfasst einen oberen Einsatz 20, die von einer Seite (einem oberen Abschnitt in 1) von angeordneten Batteriezellen 10 aufgesetzt ist und Teile der Batteriezellen 10 befestigt, eine unteren Einsatz 20', die von der anderen Seite (einem unteren Abschnitt in 1) der angeordneten Batteriezellen 10 aufgesetzt ist und die anderen Teile der Batteriezellen 10 befestigt, ein oberes Strom-/Sammelschienengehäuse 30, das auf dem oberen Einsatz 20 positioniert ist und auf dem Strom-/Sammelschienen sitzen, die mit einen Seiten der Batteriezellen 10 elektrisch verbunden sind, ein unteres Strom-/Sammelschienengehäuse 30', das unter dem unteren Einsatz 20' positioniert ist und auf dem Strom-/Sammelschienen sitzen, die mit den anderen Seiten der Batteriezellen 10 elektrisch verbunden sind, eine obere Abdeckung 40, die das obere Strom-/Sammelschienengehäuse 30 abdeckt, um die Batteriezellen 10, den oberen Einsatz 20 und das obere Strom-/Sammelschienengehäuse 30 zu schützen, und als oberes Ende des Batteriemoduls dient, und eine untere Abdeckung 40', die das untere Strom-/Sammelschienengehäuse 30' abdeckt, um die Batteriezellen 10, den unteren Einsatz 20' und das untere Strom-/Sammelschienengehäuse 30' zu schützen, und als unteres Ende des Batteriemoduls dient.
  • 2 ist die perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Zustands, bei dem Komponenten von 1 zusammengebaut sind und die obere und die untere Abdeckung 40 und 40' entfernt sind.
  • Die Ausführungsformen von 1 und 2 zeigen eine Vielzahl (zwölf) von zylindrischen Zellen, die querverlaufend angeordnet sind, um die Batteriezellen 10 zu bilden. Die Batteriezelle 10 ist jedoch nicht auf eine zylindrische Form beschränkt. Des Weiteren sind bei einer Auslegung die Batteriezellen 10 derart angeordnet, dass Polaritäten der Elektroden gemäß einer gewünschten Reihen-und Parallelstruktur vertikal unterschiedlich positioniert sind.
  • 3 ist eine detaillierte schematische Konfigurationsdarstellung des oberen Einsatzes (20).
  • Zum Befestigen der Batteriezellen 10 werden Taschen 201, in die die Batteriezellen 10 eingesetzt sind, verwendet. Die Vielzahl von Taschen 201 wird ausgebildet, und die Taschen 201 sind auch zickzackartig angeordnet, um den alternierend zickzackartig angeordneten Batteriezellen 10 zu entsprechen.
  • Der obere Einsatz 20 und andere Komponenten, die nachstehend beschrieben werden, können aus Kunststoff (vorzugsweise einem Polymermaterial mit ausgezeichneter Flammfestigkeit und ausgezeichneten Isoliereigenschaften) hergestellt sein, um eine Isolierleistung sicherzustellen und das Gewicht zu verringern.
  • Der obere Einsatz 20 weist Anschlussblöcke 203 auf, die mit positive (+) und negative (-) Enden aufweisenden Elektroden der Batteriezellen 10 verbunden sind.
  • Des Weiteren ist ein Kühlmittelweg 207 zum Kühlen der Batteriezellen 10 in einer oder mehreren Seitenflächen des oberen Einsatzes 20 ausgebildet. Das heißt, dass, da der Kühlmittelweg 207 eine horizontale querverlaufende Struktur anstelle einer bekannten vertikalen Struktur hat, sämtliche Batteriezellen gekühlt werden können. Da Luft durch den Kühlmittelweg 207 zirkuliert, der in der horizontalen querverlaufenden Struktur ausgebildet ist, das heißt einem Inneren, in dem die Batteriezellen 10 angeordnet sind, können die Batterien auf effiziente Weise gekühlt werden.
  • Des Weiteren wird eine Struktur zum Einschränken einer Position des oberen Einsatzes 20, wenn der obere Einsatz 20 mit dem unteren Einsatz 20' verbunden ist, verwendet. Dies wird nach der Beschreibung des unteren Einsatzes 20' beschrieben.
  • 4 ist eine detaillierte schematische Konfigurationsdarstellung des unteren Einsatzes (20').
  • Der untere Einsatz 20' hat eine im Wesentlichen symmetrische Struktur relativ zu dem oberen Einsatz 20. Die Anschlussblöcke 203 fehlen jedoch. Das heißt, dass Taschen 201', in die die Batteriezellen 10 eingesetzt sind, in dem unteren Einsatz 20' vorhanden sind und Nuten 205', in denen die Strom-/Sammelschienen (die nachstehend beschrieben werden), die die Elektroden von zwölf Batteriezellen 10 verbinden, aufgenommen sind, in einer unteren Fläche des unteren Einsatzes 20' ausgebildet sind. Des Weiteren ist ein Kühlmittelweg 207' zum Kühlen der Batteriezellen 10 in einer oder mehreren Seitenflächen des unteren Einsatzes 20' ausgebildet, um ein horizontales querverlaufendes Kühlen durchzuführen.
  • Strukturen zum Einschränken von Positionen dann, wenn beide verbunden sind, sind an einer oberen Fläche des unteren Einsatzes 20' und der unteren Fläche des oberen Einsatzes 20 angebracht. Als Positionseinschränkungsstrukturen werden Stifte und Löcher zum leichten Anordnen des oberen Einsatzes 20 und des unteren Einsatzes 20' verwendet, wenn der obere Einsatz 20 und der untere Einsatz 20' verbunden sind. 4 zeigt, dass Stifte 208' an korrekten Positionen auf der oberen Fläche des unteren Einsatzes 20' ausgebildet sind. Umgekehrt sind Löcher 208 an entsprechenden Positionen in der unteren Fläche des oberen Einsatzes 20 ausgebildet.
  • 5A und 5B sind Ansichten zur Darstellung einer Form, in der Batteriezellen 10 fest in den Taschen 201 und 201' des oberen Einsatzes 20 und des unteren Einsatzes 20' eingesetzt sind. Ungefähr die Hälfte der Batteriezellen 10 ist fest in dem oberen Einsatz 20 eingesetzt, und ungefähr die Hälfte der Batteriezellen 10 ist fest in dem unteren Einsatz 20' eingesetzt.
  • Die Seitenansicht von 5A zeigt die Kühlmittelwege 207 und 207', die in den Seitenflächen des oberen Einsatzes 20 und des unteren Einsatzes 20' ausgebildet sind, die zum Einschränken der Positionen vorgesehenen Löcher 209, die in der unteren Fläche des oberen Einsatzes 20 ausgebildet sind, und die zum Einschränken der Positionen vorgesehenen Stifte 209', die auf der der oberen Fläche des unteren Einsatzes 20' ausgebildet sind. Des Weiteren zeigt die Seitenansicht von 5B Verbindungsteile 211, die auf einer oberen Fläche des oberen Einsatzes 20 ausgebildet sind, und Verbindungsteile 213, die auf einer unteren Fläche des unteren Einsatzes 20' ausgebildet sind. Die Verbindungsteile 211 und 213 sind mit dem oberen und dem unteren Strom-/Sammelschienengehäuse 30 und 30' zu verbinden.
  • 5C ist eine Ansicht zum Beschreiben von Nuten 205, die in der oberen Fläche des oberen Einsatzes 20 und der unteren Fläche des unteren Einsatzes 20' ausgebildet sind und die Strom-/Sammelschienen (die nachstehend beschrieben werden), die die Elektroden der Batteriezellen 10 verbinden, aufnehmen. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann das Batteriemodul mit einer von verschiedenen Spannungs- und Stromkapazitäten durch Anordnen der zwölf Batteriezellen 10 derart, dass die positiven (+) und die negativen (-) Elektroden so 8 angeordnet sind, dass sie vertikal und auf verschiedene Weise positioniert sind, ausgebildet sein, und zu diesem Zweck werden die Strom-/Sammelschienen mit verschiedenen Formen verwendet. Die in der oberen Fläche des oberen Einsatzes 20 und der unteren Fläche des unteren Einsatzes 20' ausgebildeten Nuten 205 können in Formen ausgebildet sein, die in der Lage sind, die Strom-/Sammelschienen mit verschiedenen Formen unabhängig von einer Form, in der die Batteriezellen 10 angeordnet sind, aufzunehmen. In 5C ist eine virtuelle Linie 206 gezogen, um darzustellen, dass die Nuten 205 im Wesentlichen in einer „M“-Form (gestrichelte Linie) ausgebildet sind. Da die diese Form aufweisenden Nuten 205 die Strom-/Sammelschienen in jedem Fall, in dem die Batteriezellen verbunden sind, aufnehmen können, wird eine Einrichtung für verschiedene Typen von Expandierbarkeit implementiert, und durch Verwenden der Nuten gemäß einem solchen Konzept wird ein Grad einer Verbindungsstruktur der Batteriezellen verbessert.
  • 6 ist eine detaillierte schematische Konfigurationsdarstellung des oberen Strom-/Sammelschienengehäuses 30.
  • Das obere Strom-/Sammelschienengehäuse 30 ist in einer Kastenform ausgebildet und an dem oben beschriebenen oberen Einsatz 20 angebaut. In der Kastenstruktur desselben sind eine Strom-/Sammelschiene 301 in Kontakt mit Elektroden, die von den Elektroden der Batteriezellen 10 nach oben freiliegen, ein Konnektor 305 zum Verbinden einer Signalleitung zwischen einer Leiterplatte (gedruckten Leiterplatte (PCB) oder flexiblen PCB (FPCB)) 303 zum Sensieren einer Batteriespannung und einer weiteren externen Schaltung und dergleichen aufgenommen. In 6 umfasst die Strom-/Sammelschiene 301 Strom-/Sammelschienen 301' und 301" mit positiven (+) und negativen Enden (-), die mit den in 3 dargestellten Anschlussblöcken 203 verbunden sind.
  • Des Weiteren weist das obere Strom-/Sammelschienengehäuse 30 Verbindungsteile 307 auf, die mit dem oberen Einsatz 20 zu verbinden sind. Durch Verbinden der auf dem oben beschriebenen oberen Einsatz 20 ausgebildeten Verbindungsteile 211 und der Verbindungsteile 307 des oberen Strom-/Sammelschienengehäuses 30 wird das obere Strom-/Sammelschienengehäuse 30 mit dem oberen Einsatz 20 verbunden. Die Verbindungsteile ermöglichen die Anwendung von Ei nmal- Berührungs- Einhaken.
  • 7 ist eine detaillierte schematische Konfigurationsdarstellung des unteren Strom-/Sammelschienengehäuses 30'. Das untere Strom-/Sammelschienengehäuse 30' hat im Wesentlichen die gleiche Struktur wie das obere Strom-/Sammelschienengehäuse 30, mit der Ausnahme, dass die Strom-/Sammelschienen 301' und 301" mit den positiven (+) und negativen (-) Enden, die mit den in 6 dargestellten Anschlussblöcken 203 verbunden sind, nicht vorhanden sind. Das heißt, dass das untere Strom-/Sammelschienengehäuse 30' in einer Kastenform hergestellt ist, die derjenigen des oberen Strom-/Sammelschienengehäuses 30 im Wesentlichen gleich ist, und unter dem unteren Einsatz 20' verbunden ist. In der Kastenstruktur ist eine Strom-/Sammelschiene 309, die mit Elektroden in Kontakt ist, welche von den Elektroden der Batteriezellen 10 nach unten freiliegen, grundsätzlich aufgenommen und kann ein Konnektor zum Verbinden einer Signalleitung zwischen einer weiteren Leiterplatte zum Sensieren einer Batteriespannung und einer externen Schaltung selektiv aufgenommen sein.
  • Des Weiteren weist das untere Strom-/Sammelschienengehäuse 30' auch Verbindungsteile 311 auf, die mit dem unteren Einsatz 20' zu verbinden sind. Durch Verbinden der auf dem oben beschriebenen unteren Einsatz 20' ausgebildeten Verbindungsteile 213 und der Verbindungsteile 311 des unteren Strom-/Sammelschienengehäuses 30' wird das untere Strom-/Sammelschienengehäuse 30' mit dem unteren Einsatz 20' verbunden. Die Verbindungsteile ermöglichen auch die Anwendung von Einmal-Berührungs-Einhaken.
  • In 6 und 7 ist die Strom-/Sammelschiene 301 in einem Durchgangsweg 302 (siehe 8 und 9A und 9B), der in dem oberen Strom-/Sammelschienengehäuse 30 ausgebildet ist, gesichert, und sie ist auf im Wesentlichen gleiche Weise wie die Strom-/Sammelschiene 309 in einem Durchgangsweg 302' (siehe 9A und 9B), der in dem unteren Strom-/Sammelschienengehäuse 30' ausgebildet ist, gesichert. In 6 und 7, die nur die Strom-/Sammelschienen 301 und 309 zeigen, die auf dem oberen und dem unteren Strom-/Sammelschienengehäuse 30 und 30' sitzen, sind die Durchgangswege 302 und 302' jedoch nicht zu sehen, da sie von den Strom-/Sammelschienen 301 und 309 abgedeckt sind.
  • 8 ist eine Ansicht zur Darstellung einer Sitzstruktur jeder Strom-/Sammelschiene 301 und 309 des oberen und des unteren Strom-/Sammelschienengehäuses 30, 30'. Die Strom-/Sammelschienen 301 und 309 sind Leiter zum Implementieren eines von verschiedenen Strömen und Spannungen durch Verbinden der Elektroden der Vielzahl von (bei der vorliegenden Ausführungsform zwölf) Batteriezellen 10 in einer von verschiedenen Formen. Zum Aufsetzen der Strom-/Sammelschienen 301 und 309 sind die Strom-/Sammelschienen 301 und 309 in eine Vielzahl von Strom-/Sammelschienenbefestigungslöchern 303, die in vorbestimmten Abständen um die in dem oberen und dem unteren Strom-/Sammelschienengehäuse 30 und 30' ausgebildeten Durchgangswege 302 und 302' herum ausgebildet sind, eingepasst oder eingesetzt.
  • Die Strom-/Sammelschienenbefestigungslöcher 303 sind in 8 in einer unteren Fläche des oberen Strom-/Sammelschienengehäuses 30 als Ansatztyp gezeigt, der um den Durchgangsweg 302, auf dem die Strom-/Sammelschiene positioniert ist, herum vorsteht, und in 7 in einer oberen Fläche des unteren Strom-/Sammelschienengehäuses 30' als Querstäbe 303' gezeigt, die den Durchgangsweg 302' kreuzen, so dass die Strom-/Sammelschiene 309 nicht von dem Durchgangsweg getrennt ist. Die Strom-/Sammelschienensitzstruktur ist jedoch nur ein Beispiel, und wenn die Strom-/Sammelschienensitzstruktur tatsächliche implementiert wird, kann eine Struktur, bei der die Strom-/Sammelschienen, die auf den Strom-/Sammelschienengehäusen 30 und 30' sitzen, unter Berücksichtigung verschiedener Formen und Prinzipien ausgelegt werden.
  • 9A und 9B sind beispielhafte Ansichten zum Beschreiben, dass jedwede Reihen- und Parallelstruktur eines gesamten Batteriemoduls durch Verändern von Formen der Strom-/Sammelschienen 301, 309 des oberen und des unteren Strom-/Sammelschienengehäuses 30, 30' implementiert werden kann. 9A zeigt eine Form und eine Anordnung der Strom-/Sammelschienen 301 und 309 des oberen Strom-/Sammelschienengehäuses 30 und des unteren Strom-/Sammelschienengehäuses 30' zum Implementieren eines Batteriemoduls mit einer Zwölf-Reihen-und-Ein-Parallel-Struktur, und 9B zeigt eine Form und eine Anordnung der Strom-/Sammelschienen 301 und 309 des oberen Strom-/Sammelschienengehäuses 30 und des unteren Strom-/Sammelschienengehäuses 30' zum Implementieren eines Batteriemoduls mit einer Vier-Reihen-und-Drei-Parallel-Struktur.
  • Wie oben beschrieben, können die Form und die Anordnung der Strom-/Sammelschienen 301 und 309 auf verschiedene Weise ausgelegt sein, und es können zwölf Batteriezellen kombiniert sein, so dass ein Grad an Freiheit zum Implementieren eines Ein-Reihen-und-Zwölf-Parallel-, Zwei-Reihen-und-Sechs-Parallel-, Drei-Reihen-und-Vier-Parallel-, Vier-Reihen-und-Drei-Parallel-, Sechs-Reihen-und-Zwei-Parallel- oder Zwölf-Reihen-und-Ein-Parallel-Batteriemoduls sichergestellt werden kann.
  • 10 und 11 sind detaillierte schematische Konfigurationsdarstellungen der oberen Abdeckung 40 und der unteren Abdeckung 40'.
  • Die obere Abdeckung 40 und die untere Abdeckung 40' sind mit dem oberen und dem unteren Strom-/Sammelschienengehäuse 30 und 30' verbunden, um zu verhindern, dass die Strom-/Sammelschiene, die PCB (FPCB), der Konnektor, die Hochspannungsleitung und dergleichen freiliegen, und die Strom-/Sammelschiene, die PCB (FPCB), den Konnektor, die Hochspannungsleitung und dergleichen zu schützen.
  • Verbindungsteile 401 und 401', die mit dem oberen und dem unteren Strom-/Sammelschienengehäuse 30 und 30' zu verbinden sind, sind auf der oberen Abdeckung 40 und der unteren Abdeckung 40' ausgebildet. Des Weiteren sind Strukturen 403 und 403', die eine Bewegung von in 6 dargestellten FPCB-Konnektoren verhindern, an der oberen Abdeckung 40 und der unteren Abdeckung 40' angebracht.
  • 12A und 12B sind Draufsichten zum Beschreiben einer äußeren Form, die derart ausgelegt ist, dass sie eine strukturelle Stabilität bietet, wenn eine Batteriemodulanordnung durch Anpassen von äußeren Formen von Batteriemodulen gemäß der vorliegenden Offenbarung angeordnet ist.
  • 12A ist eine beispielhafte Ansicht zur Darstellung einer Struktur, die eine strukturelle Stabilität bietet durch Auslegen von Seitenflächen der Batteriemodulanordnung in einer konkav-konvexen Form und Anpassen der konkaven Abschnitte und der konvexen Abschnitte der Seitenflächen, wenn eine Vielzahl von Batteriemodulanordnungen angeordnet ist, und 12B ist eine beispielhafte Ansicht zur Darstellung einer Struktur, bei der Seitenflächen der Batteriemodulanordnung flach ausgelegt sind, so dass sie miteinander in Kontakt sind und gegeneinander drücken.
  • Effekt der Offenbarung: ein Batteriemodul gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein Batteriemodul, bei dem ein Grad an Auslegungsfreiheit verbessert ist, das durch Anwenden eines Batteriemanagementsystem- (BMS) Separationstyp gebildet ist, eine Kühlungseffizienz durch Ausbilden eines Kühlmittelwegs in einer Querrichtung in Seitenflächen (zylindrischen Flächen im Fall von zylindrischen Batterien) einer Vielzahl von Batteriezellen verbessert werden kann (Vergrößern einer Wärmetauscherfläche), und somit ein zusätzliches Wärmerohr, das ein Kühlmittel aufweist, entfallen kann, so dass die Kosten verringert werden.
  • Des Weiteren können durch einen Einsatz, ein Gehäuse und eine Abdeckung, die aus Kunstharz, Verbundmaterial oder dergleichen gefertigt sind, ein niedriges Gewicht und eine Isolierleistung sichergestellt werden.
  • Ein Batteriemodul mit einer von verschiedenen Spannungs- und Stromspezifikationen kann derart hergestellt werden, dass ein Grad an Auslegungsfreiheit maximiert wird durch Verwenden einer Strom-/Sammelschiene, die in der Lage ist, Ein-Reihen-und-Zwölf-Parallel, Zwei-Reihen-und-Sechs-Parallel, Drei-Reihen-und-Vier-Parallel, Vier-Reihen-und-Drei-Parallel, Sechs-Reihen-und-Zwei-Parallel, Zwölf-Reihen-und-Ein-Parallel oder dergleichen bei einem Ein-Strom-/Sammelschienen-Gehäuse zu implementieren.
  • Obwohl die vorliegende Offenbarung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, erkennen Fachleute auf dem Sachgebiet, dass die Offenbarung in spezifischen Formen, die von dem in der vorliegenden Gebrauchsmusterschrift offenbarten Inhalt abweichen, ausgeführt werden kann, ohne dass der technische Umfang und wesentliche Merkmale verändert werden. Die oben beschriebenen Ausführungsformen dürfen bei sämtlichen Aspekten nur als Beispiele und nicht als Einschränkung angesehen werden. Des Weiteren wird der Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht von der detaillierten Beschreibung, sondern von den beiliegenden Ansprüchen definiert, und er umfasst sämtliche Modifikationen und Änderungen, die aus dem Umfang und Äquivalenten der beiliegenden Ansprüche abgeleitet werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 1020200183873 [0001]

Claims (20)

  1. Batteriemodul, das aufweist: ein erster Einsatz, der auf erste Elektroden von angeordneten Batteriezellen aufgesetzt ist und erste Teile der Batteriezellen befestigt; ein zweiter Einsatz, der auf zweite Elektroden der angeordneten Batteriezellen aufgesetzt ist und zweite Teile der Batteriezellen befestigt; ein erstes Strom-/Sammelschienengehäuse, das mit dem ersten Einsatz verbunden ist, wobei eine Strom-/Sammelschiene, die elektrisch mit den ersten Elektroden der Batteriezellen verbunden ist, auf der ersten Strom-/Sammelschiene sitzt; ein zweites Strom-/Sammelschienengehäuse, das mit dem zweiten Einsatz verbunden ist, wobei eine Strom-/Sammelschiene, die elektrisch mit den zweiten Elektroden der Batteriezellen verbunden ist, auf der zweiten Strom-/Sammelschiene sitzt; eine erste Abdeckung, die das erste Strom-/Sammelschienengehäuse abdeckt, um die Batteriezellen, den ersten Einsatz und das erste Strom-/Sammelschienengehäuse zu schützen; und eine zweite Abdeckung, die das zweite Strom-/Sammelschienengehäuse abdeckt, um die Batteriezellen, den zweiten Einsatz und das zweite Strom-/Sammelschienengehäuse zu schützen.
  2. Batteriemodul nach Anspruch 1, bei dem die Batteriezellen eine Vielzahl von zylindrischen Zellen aufweist, die in einer Querrichtung angeordnet sind.
  3. Batteriemodul nach Anspruch 1, bei dem der erste Einsatz und der zweite Einsatz Taschen aufweisen, in die die Batteriezellen eingesetzt sind, um die Batteriezellen zu befestigen.
  4. Batteriemodul nach Anspruch 1, bei dem der erste Einsatz Anschlussblöcke aufweist, die mit positive (+) beziehungsweise negative (-) Enden aufweisenden Elektroden der Batteriezellen verbunden sind.
  5. Batteriemodul nach Anspruch 1, bei dem der erste Einsatz eine Nut aufweist, die sich in einer an einer Seite der ersten Elektroden der Batteriezellen positionierten Fläche erstreckt, und die Strom-/Sammelschiene, die die ersten Elektroden der Batteriezellen verbindet, in der Nut aufgenommen ist.
  6. Batteriemodul nach Anspruch 1, bei dem der zweite Einsatz eine Nut aufweist, die sich in Seitenflächen der zweiten Elektroden der Batteriezellen erstreckt, und die Strom-/Sammelschiene, die die zweiten Elektroden der Batteriezellen verbindet, in der Nut aufgenommen ist.
  7. Batteriemodul nach Anspruch 1, bei dem der erste Einsatz und der zweite Einsatz Kühlmittelwege aufweisen, die sich durch Seitenflächen derselben erstrecken und ein Kühlen in einer Querrichtung der Batteriezellen durchführen.
  8. Batteriemodul nach Anspruch 1, bei dem der erste Einsatz und der zweite Einsatz Positionseinschränkungsteile aufweisen, die Positionen des ersten Einsatzes und des zweiten Einsatzes anordnen, wenn der erste Einsatz und der zweite Einsatz verbunden sind.
  9. Batteriemodul nach Anspruch 1, bei dem der erste Einsatz und der zweite Einsatz Verbindungsteile aufweisen, die mit dem ersten Strom-/Sammelschienengehäuse beziehungsweise dem zweiten Strom-/Sammelschienengehäuse zu verbinden sind.
  10. Batteriemodul nach Anspruch 1, bei dem das erste Strom-/Sammelschienengehäuse und das zweite Strom-/Sammelschienengehäuse jeweils aufweisen: Durchgangswege, die in Regionen angeordnet sind, auf denen die Strom-/Sammelschienen des ersten und des zweiten Strom-/Sammelschienengehäuses sitzen; und eine Vielzahl von Strom-/Sammelschienenbefestigungslöcher, die um die Durchgangswege herum definiert sind, wobei die Strom-/Sammelschienen in den Durchgangswegen positioniert sind und in die Vielzahl von Strom-/Sammelschienenbefestigungslöcher eingesetzt sind und in diesen sitzen.
  11. Batteriemodul nach Anspruch 1, bei dem die erste Abdeckung und die zweite Abdeckung Verbindungsteile aufweisen, die mit dem ersten Strom-/Sammelschienengehäuse beziehungsweise dem zweiten Strom-/Sammelschienengehäuse zu verbinden sind.
  12. Batteriemodul nach Anspruch 1, bei dem: eine Seitenfläche des Batteriemoduls eine konkav-konvexe Form hat; und ein konkaver Abschnitt der konkav-konvexen Form des Batteriemoduls mit einem konvexen Abschnitt der konkave-konvexen Form eines weiteren Batteriemoduls zusammenpasst, wenn eine Vielzahl von Batteriemodulen angeordnet ist.
  13. Batteriemodul nach Anspruch 1, bei dem: eine Seitenfläche des Batteriemoduls eine flache Fläche hat; und die Seitenfläche des Batteriemoduls, das die flache Fläche hat, mit einer Seitenfläche eines weiteren Batteriemoduls, das die flache Fläche hat, in Kontakt ist, wenn eine Vielzahl von Batteriemodulen angeordnet ist.
  14. Batteriemodul, das aufweist: einen oder mehrere Einsätze, die auf angeordnete Batteriezellen aufgesetzt sind, um die Batteriezellen zu befestigen; ein oder mehrere Strom-/Sammelschienengehäuse, die mit den Einsätzen verbunden sind und auf denen Strom-/Sammelschienen sitzen, die mit Elektroden der Batteriezellen elektrisch verbunden sind; und eine oder mehrere Abdeckungen, die die Strom-/Sammelschienengehäuse abdecken, um die Batteriezellen, die Einsätze und die Strom-/Sammelschienengehäuse zu schützen.
  15. Batteriemodul nach Anspruch 14, bei dem die Batteriezellen eine Vielzahl von in einer Querrichtung angeordneten zylindrischen Zellen aufweisen.
  16. Batteriemodul nach Anspruch 14, bei dem jeder der Einsätze eine Nut aufweist, die sich in Seitenflächen der Elektroden der Batteriezellen erstreckt, und die jeweilige Strom-/Sammelschiene, die die Elektroden der Batteriezellen verbindet, in der Nut aufgenommen ist.
  17. Batteriemodul nach Anspruch 14, bei dem jeder der Einsätze einen Kühlmittelweg aufweist, der sich in einer Seitenfläche derselben erstreckt und ein Kühlen in einer Querrichtung der angeordneten Batteriezellen durchführt.
  18. Batteriemodul nach Anspruch 14, bei dem jedes der Strom-/Sammelschienengehäuse aufweist: einen Durchgangsweg, der in einer Region angeordnet ist, in der die jeweilige Strom-/Sammelschiene sitzt; und eine Vielzahl von Strom-/Sammelschienenbefestigungslöchern, die um den Durchgangsweg herum definiert sind, wobei die jeweilige Strom-/Sammelschiene auf dem Durchgangsweg positioniert ist und in die Vielzahl von Strom-/Sammelschienenbefestigungslöcher eingesetzt ist und in diesen sitzt.
  19. Batteriemodul nach Anspruch 14, bei dem: eine Seitenfläche des Batteriemoduls eine konkav-konvexe Form hat; und ein konkaver Abschnitt der konkav-konvexen Form des Batteriemoduls mit einem konvexen Abschnitt der konkave-konvexen Form eines weiteren Batteriemoduls zusammenpasst, wenn eine Vielzahl von Batteriemodulen angeordnet ist.
  20. Batteriemodul nach Anspruch 14, bei dem: eine Seitenfläche des Batteriemoduls eine flache Fläche hat; und die Seitenfläche des Batteriemoduls, das die flache Fläche hat, mit einer Seitenfläche eines weiteren Batteriemoduls, das die flache Fläche hat, in Kontakt ist, wenn eine Vielzahl von Batteriemodulen angeordnet ist.
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