具有多個蓄電池單池以及用于容納蓄電池單池的容器的蓄電池模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種蓄電池模塊，其具有多個蓄電池單池和用于容納這些蓄電池單池的容器，其中每個容器具有容器底、容器蓋和布置在容器底和容器蓋之間的并且由塑料構(gòu)成的容器壁。此外本發(fā)明還涉及一種用于容納蓄電池單池的容器。此外本發(fā)明還涉及一種具有蓄電池的車輛，該蓄電池與車輛的驅(qū)動系相連接。
【背景技術(shù)】
[0002]顯然，將來不僅在靜態(tài)應(yīng)用中，例如在風力發(fā)電機組、在車輛，例如在混合動力車輛和電動車輛中，而且在消費領(lǐng)域，例如在筆記本電腦和移動電話中，將應(yīng)用增加的蓄電池系統(tǒng)，尤其是鋰離子蓄電池系統(tǒng)，對這些蓄電池系統(tǒng)提出了關(guān)于效率和可靠性的高要求。
[0003]其中該蓄電池系統(tǒng)、尤其是鋰離子蓄電池單池必須被足夠好地保護以不受例如空氣或者濕度的外部影響。這例如借助于硬盒殼體實現(xiàn)。硬盒殼體通常包括兩個部分，殼體器皿(罐)和單池蓋(蓋板)，它們在制造過程中相互焊接。另一種形式的殼體是所謂的咖啡袋單池，其具有由鋁復(fù)合薄膜構(gòu)成的殼體。
[0004]由US 2011/0097614 Al已知一種蓄電池系統(tǒng)，其包括多個布置在蓄電池模塊之內(nèi)的帶有硬盒殼體的蓄電池單池。
[0005]此外為了避免過高的運行溫度且由于安全性在蓄電池系統(tǒng)中應(yīng)確保對這些蓄電池單池進行足夠好的冷卻。在混合動力車輛、插電式混合動力車輛和電動車輛中，牽引蓄電池通常以模塊的方式構(gòu)建。在此由至少兩個單個的、相互串聯(lián)或并聯(lián)連接的蓄電池單池構(gòu)成蓄電池模塊。多個的蓄電池模塊能夠結(jié)合成所謂的子單元，即蓄電池的較大的子單元。該子單元的蓄電池模塊例如被劃分為共同的冷卻裝置或者其他的外設(shè)裝置。
[0006]在現(xiàn)有技術(shù)中一般通過冷卻板進行冷卻，這些冷卻板相當于該模塊的基面。因此必須為具有不同的單池數(shù)量和單池大小的蓄電池模塊開發(fā)和制造不同的冷卻板。這就造成高的花費。此外，將蓄電池單池過程可靠地安裝在這些冷卻板上常常較難。這樣難以通過這些冷卻板和蓄電池模塊之間的敞開式結(jié)構(gòu)使用膏狀的縫隙填料(間隙填充)，因為其能夠不可控地移動，因此不能保證導(dǎo)熱地接觸。此外由制造公差會妨礙或阻止冷卻板更好地接觸，該制造公差在蓄電池模塊的多個零件中或者是基于模塊結(jié)構(gòu)而出現(xiàn)。
[0007]由US 2011/0183178 Al已知一種蓄電池系統(tǒng)，其中冷卻管固定在蓄電池單池上。
[0008]此外在蓄電池系統(tǒng)中，由于較高的運行電壓，要保證了這些蓄電池單池足夠地電絕緣，該較高的運行電壓在串聯(lián)通常高達百個或者更多的蓄電池單池時產(chǎn)生。目前這通過貼上絕緣箔或者通過涂漆或者結(jié)合兩者來實現(xiàn)，但是在此不能確實地證明，這種類型的絕緣在蓄電池單池的使用壽命中工作會可靠地經(jīng)得起振動、溫度和濕度。因此具有硬盒殼體的這些蓄電池單池通常不可能，直接加強在蓄電池組中的絕緣，因此取決于具有該功能的另外的元件。
[0009]由US 2012/0021275 Al已知一種棱柱形的蓄電池單池，其具有硬盒殼體以及布置在其上的具有用作限位器支架的彈性部分的絕緣套。
[0010]此外為了維持這些蓄電池單池的效率或者為了提高性能的目的采取以下措施，即在運行過程中阻止對這些蓄電池薄膜(“凝膠卷(Jelly Roll)”)進行分層。這例如通過允許在這些蓄電池電池上作用外力，其中在現(xiàn)有技術(shù)中在模塊層面上實現(xiàn)這種措施。
[0011]由US 2012/0060361 Al已知一種蓄電池系統(tǒng)，其中為了維持電極堆棧上的擠壓力在棱柱形的蓄電池殼體之內(nèi)布置片簧和壓緊板。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]根據(jù)本發(fā)明提供了一種蓄電池模塊，其具有多個蓄電池單池和用于容納這些蓄電池單池的多個容器，其中蓄電池模塊的每個容器具有容器底、容器蓋和布置在容器底和容器蓋之間的并且由塑料構(gòu)成的容器壁。其中每個容器底具有冷卻板，該冷卻板被如此設(shè)置在容器底上，使得能夠在設(shè)置在相應(yīng)的容器中的蓄電池單池和冷卻板之間形成導(dǎo)熱的接觸。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個方面還提供了一種用于容納蓄電池單池的容器，其具有容器底、容器蓋和設(shè)置在容器底和容器蓋之間的且由塑料構(gòu)成的容器壁。此外該容器底還具有冷卻板，該冷卻板被如此設(shè)置在容器底上，使得能夠在蓄電池單池和冷卻板之間形成導(dǎo)熱的接觸。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點是，能夠?qū)⒏嗟墓δ芤浦粮畹膶用嫔?，并且能夠?qū)崿F(xiàn)增強模塊性。這例如涉及冷卻板、蓄電池單池的固定和在必要時的單池夾緊，并尤其通過使用根據(jù)本發(fā)明的蓄電池單池-容器的應(yīng)用來實現(xiàn)。因此建立了優(yōu)化的模塊化的蓄電池模塊，其中在單池層面上實現(xiàn)冷卻和絕緣的設(shè)置。
[0015]通過為每個蓄電池單池使用專用的冷卻板，實現(xiàn)了蓄電池模塊的明顯不同的結(jié)構(gòu)。此外因為該冷卻板直接設(shè)置在用于蓄電池單池的容器中，所以明顯優(yōu)化了蓄電池單池至冷卻板的熱連接。提供了一種限定的簡化冷卻連接的接口。產(chǎn)生于蓄電池單池運行過程中的熱量，根據(jù)本發(fā)明能夠被有效地散發(fā)。由于非常好的導(dǎo)熱性該冷卻板將這些熱量向外分散。
[0016]通過根據(jù)本發(fā)明的，魯棒的設(shè)計同時實現(xiàn)了對蓄電池單池的絕緣的優(yōu)化。通過明顯更魯棒地進行蓄電池單池的絕緣，蓄電池組或者是蓄電池模塊的損壞概率也明顯降低。
[0017]本發(fā)明有利的改進在從屬權(quán)利要求中說明并在說明書中闡述。
[0018]根據(jù)一個尤其有利的實施方式，在蓄電池模塊的每個容器中設(shè)置正好一個蓄電池單池，例如硬盒蓄電池單池或者咖啡袋蓄電池單池。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方式，該容器蓋還包括塑料板，其被構(gòu)造用于，限位設(shè)置在相應(yīng)的容器內(nèi)的蓄電池單池。
[0020]其優(yōu)點是，總體上能夠更加穩(wěn)定地實現(xiàn)該結(jié)構(gòu)。
[0021]優(yōu)選地該容器蓋具有脫氣密封結(jié)構(gòu)、尤其是噴注到容器蓋上的脫氣密封結(jié)構(gòu)或者用于設(shè)置在每個蓄電池單池上的脫氣密封結(jié)構(gòu)的容納結(jié)構(gòu)。
[0022]因此進一步提高蓄電池模塊的安全性，其中同時保持確保根據(jù)本發(fā)明的提高的模塊性。
[0023]優(yōu)選地，導(dǎo)熱的接觸以導(dǎo)熱材料來構(gòu)造，這些導(dǎo)熱材料被施加在容器中并包括例如導(dǎo)熱膏。根據(jù)應(yīng)用情況，替代地能夠使用導(dǎo)熱膠粘劑和/或?qū)釅|。
[0024]因此還能夠進一步改進蓄電池單池的冷卻，以及進一步優(yōu)化至冷卻板的接觸。
[0025]優(yōu)選地，這些冷卻板由鋁板或者其他良好加工的和導(dǎo)熱的材料構(gòu)造，因此能夠尤其好地散發(fā)這些熱量。
[0026]根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選的改進，為該蓄電池模塊配備用于冷卻這些蓄電池單池的流體流過的構(gòu)件。
[0027]此外優(yōu)選地，該冷卻板具有至少一個外部區(qū)域，該流體流過的構(gòu)件固定在其上。
[0028]因此該蓄電池模塊機械上更加穩(wěn)定，且更好地散發(fā)這些熱量。
[0029]尤其優(yōu)選地，該容器在此縱面地并排布置，其中，優(yōu)選地該流體流過的構(gòu)件沿著端面布置在該容器上。
[0030]根據(jù)本發(fā)明一個尤其優(yōu)選的實施方式，該根據(jù)本發(fā)明的蓄電池單池容器分別與尤其形成在每個冷卻板上的并且用于將蓄電池模塊固定在支架上的斜棱構(gòu)造在一起。
[0031 ] 因此，尤其有利地提供用于將單池安裝在蓄電池組中的接口。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的改進，該容器形成用于，容納或限位用于夾緊多個蓄電池單池的夾緊裝置。
[0033]該夾緊裝置能夠以單池的方式設(shè)置在這些容器中，其中在這些容器中存在用于夾緊設(shè)置在其中的蓄電池單池的相應(yīng)的裝置。例如在每個容器中設(shè)置彎曲的金屬彈簧和/或為支撐夾緊力而設(shè)置的夾具。
[0034]因此能夠尤其有利地在每個蓄電池單池處設(shè)置單池夾緊。
[0035]替代地或者附加地，該夾緊裝置也能夠以模塊形式并且至少部分設(shè)置在容器之夕卜，并且包括用于以模塊形式夾緊多個蓄電池單池的裝置。因此該以模塊的方式的夾緊其包括例如壓緊板和/或通過構(gòu)造在容器上的導(dǎo)軌引導(dǎo)的夾緊箍。其中這些夾緊箍與這些壓緊板例如通過激光焊接連接。
[0036]因此在該實施例中進一步提高了蓄電池模塊的結(jié)構(gòu)的變化性且保證了各單池的互換性。
[0037]優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的蓄電池模塊具有鋰離子蓄電池單池。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的蓄電池模塊在機動車、尤其是電動車輛或者混合動力車輛中使用能夠尤其具有優(yōu)點。
【附圖說明】
[0039]根據(jù)附圖和以下說明進一步闡述本發(fā)明的實施例。其中:
[0040]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的用于容納蓄電池單池的容器以及待安置在容器中的蓄電池單池的分解圖；
[0041]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的圖1中示出的實施方式的處于組裝狀態(tài)的容器；
[0042]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的蓄電池模塊，該蓄電池模塊由多個在圖1和圖2中示出的容器和蓄電池單池構(gòu)