用于对电池单元进行调温的方法和装置以及车辆与流程

本发明从按照独立权利要求类属的方法或装置出发。本发明的主题也是一种车辆。

背景技术：

本发明的申请日那天还没有公开的de102014204245涉及一种能量存储器单元，其具有多个原电池，其中，这些原电池分别具有包括第一电极的第一外侧面和包括第二电极的第二外侧面，并且这些原电池利用外侧面通过电极通过这些原电池的相互串联彼此电连接。能量存储器单元还包括第一框架元件和第二框架元件，它们直接或间接彼此连接，其中，第一框架元件布置在相互串联的原电池的一个端部上并且第二框架元件布置在相互串联的原电池的另一个端部上。

由us2014/038010a1已知一种电池组，其具有多个电池单元系统，这些电池单元系统一般彼此并联地堆叠。电池单元系统被这样地配置，使得在其间限定了会聚式的空气流动空间。空气入口头部提供了会聚式的空气入口腔，该空气入口腔布置得邻接于电池单元系统的一侧，并且空气出口头部提供了发散式的空气出口腔，该空气出口腔布置得邻接于电池单元系统的相对置的一侧。风机或通风器将空气驱动到空气入口腔中。空气流动穿过电池单元系统之间的空气流动空间，以便冷却电池单元系统。空气穿过空气入口腔和多个空气流动空间运动时，空气的速度提高。

由us2006/0115720a1已知了一种电池模块，其包括如下这样的电池系统，这些电池系统彼此在空间上间隔开并限定了空间中的冷却介质流动路径。电池模块包括分离肋，该分离肋布置在电池系统之间，其中，所述分离肋具有多个彼此连接的凸起部。

由us2013/115489a1已知了一种电池，其包括壳体和多个原电池，其布置在该壳体中。附加地，在该壳体中布置一通风器，以便产生在壳体内部循环的流体流动。根据该发明，在流体流动的流动路径中布置热交换器，其具有用于从壳体中引出的热载体介质的预流部和回流部。

在本发明的申请日还未公开的de102014204245公开了一种具有多个原电池的能量存储器单元，其中，这些电池分别包括集成到一电池壳体中的外接触部（坚果壳式电池、英文：nutshell-cells）并且端部板包括集成的接触板或电路板。

技术实现要素：

具有独立权利要求的特征的方法和装置具有如下的优点，即，电池单元例如扁平电池单元和坚果壳式电池（英文：nutshell-cells）可以通过它们的电极被调温、也就是冷却或加热。由此可以简化电池组、电池模块或电池系统的结构。由此可以减少重量和/或成本。

通过在从属权利要求中列出的措施可以有利地改进和改善具有独立权利要求的特征的装置和方法。

如果电极被调温介质紊流式绕流，那么其具有的优点是，可以改善调温介质和电极之间的热交换（换热）。由此可以改善电池单元的调温、也就是冷却或加热。

如果调温介质包括气体、气体混合物或空气，那么其具有的优点是，可以进一步简化电池组、电池模块或电池系统的结构。此外可以减少电池组、电池模块或电池系统的腐蚀。此外可以阻止电池组、电池模块或电池系统的泄漏。在此可以实现敞开式调温介质回路。敞开式调温介质回路可以包括过滤器、如空气过滤器。替换地可以实现闭合式调温介质回路。闭合式调温介质回路可以包括热交换器。

如果调温介质分别绕流电极的一接触区域，那么其具有的优点是，可以进一步改善调温介质和电极之间的热交换。在此，两个彼此相邻布置的电池单元的电极之间的间隙可以包括例如1mm至3mm、如2mm的间隔。

如果在第一电极的接触区域与第二电极的接触区域之间分别布置用于电连接所述第一电极和所述第二电极的单元连接器，其包括用于使所述第一电极的接触区域与所述第二电极的接触区域间隔开的突起部，那么其具有的优点是，所述调温介质能够更好地绕流所述电极的接触区域。此外，通过从多个不同的单元连接器中选出单元连接器可以符合要求地使电池组、电池模块或电池系统的结构发生变化。

如果所述第一电极的接触区域分别包括用于使所述第一电极的接触区域与所述第二电极的接触区域间隔开的突起部，那么其具有的优点是，所述调温介质能够更好地绕流所述电极的接触区域。此外可以减少组件的数量和/或电的连接部或接触部的数量。由此可以提高电池组、电池模块或电池系统的可靠性或运行安全性。

如果点形、凸结形、棒形、肋形、波纹形或正弦形构造所述突起部，那么其具有的优点是：可以减少调温介质的流动阻力。

如果弹动式或回弹式地构造所述突起部，那么其具有的优点是，可以改善电连接部。由此可以进一步提高电池组、电池模块或电池系统的可靠性或运行安全性。此外可以提供电池单元的机械的张紧。由此可以减少电池单元的老化或提高电池单元的使用寿命。

如果调温介质分别绕流电极的一边缘区域，那么其具有的优点是，电池单元可以布置得电极靠电极。由此可以减少或最小化电池组、电池模块或电池系统的尺寸。

如果调温介质分别穿过一出口被引入到所述电极的边缘区域上，那么其具有的优点是，所述调温介质能够在热交换之后更好地流出。

车辆例如可以被构造为机动车、如电动机动车、混合动力车辆、插入式混合动力车辆、电动摩托车（elektro-bike、e-bike）或电动自行车（pedalelectriccycle、pedelec）、船舶、如电动船或潜水艇（u-boot）、飞行器或航天器。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出和在下面的描述中详细阐述。

图1示出了根据本发明一实施方式的电池模块10的示例性侧视图，

图2示出了根据本发明一实施方式的电池组20的示例性俯视图，

图3示出了根据本发明另一实施方式的电池组30的示例性俯视图，

图4示出了根据本发明另一实施方式的电池模块40的示例性侧向截面图，以及

图5示出了根据本发明另一实施方式的电池模块50的示例性侧向截面图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明一实施方式的电池模块10的示例性侧视图。

电池模块10包括多个电池单元1001、...1003、多个间隔装置2001、...2003和一壳体300。

电池单元1001、...1003被构造为坚果壳式电池。坚果壳式电池1001、...1003例如可以分别以棱柱、长方体或方形板，也就是说具有刚好两个相同棱边长度的特殊长方体（a=b>c）的形式被构造。坚果壳式电池1001、...1003分别包括：被构造为第一壳体壳或壳体半壳的第一电极1101、…1103；被构造为第二壳体壳或壳体半壳的第二电极1201、…1203；以及绝缘体元件1301、…1303，该绝缘体元件使第一电极1101、…1103和第二电极1201、…1203彼此机械连接并彼此电绝缘。第一电极1101，…1103和第二电极1201、…1203例如可以被构造为金属片、金属的膜或被金属化的膜和/或借助于拉深方法来成形。绝缘体元件1301、…1303例如可以被构造为密封件或密封环和/或全周边地与第一电极1101、…1103和第二电极1201、…1203或它们的边缘区域或旗瓣部连接例如粘接。电池单元1001、...1003彼此平行取向地并排布置。

间隔装置2002、2003包括用于使电极1101、…1103、1201、…1203的接触面例如矩形或方形接触面电连接的能导电的元件或材料并在第一电极1101、…1103和第二电极1201、…1203之间分别形成一通道或多个通道，用于接收调温介质。间隔装置2002、2003布置在电池单元1001、…1003的电极1102、1103、1201、1202之间并分别使彼此相邻布置的电池单元1001，…1003的第一电极1102、1103和第二电极1201、1202或它们的接触彼区域此电连接。就像图1中针对电池单元1001示例性示出的那样，间隔装置2001可以布置在多个电池单元1001、…1003的第一电池单元1001的第一电极1101和/或最后一电池单元1003的第二电极1203上，也就是布置在仅一个电极上。间隔装置2001、…2003的实施方式参考图2和3来描述。

壳体围住电池单元1001、…1003和间隔装置2001、…2003。壳体300可以就像图1中示例性示出的那样包括调温装置，其包括用于导入调温介质的入口开口或入口310以及用于在热交换之后导出调温介质的出口开口或出口320。调温介质可以绕流第一电极1101、…1103和第二电极1201、…1203并由此对电池单元1101、…1103进行调温。

图2示出了根据本发明一实施方式的电池组20的示例性俯视图。

电池组20包括多个电池单元1001、…1003和多个单元连接器200'1、…200'3。

单元连接器200'1、…200'3实现了参考图1描述的间隔装置2001、…2003。单元连接器200'1、…200'3被构造为矩形或方形单元连接器并包括金属片，该金属片正弦形弯曲。单元连接器200'1、…200'3接触电极1101、…1103、1201、…1203的接触面并分别使彼此相邻布置的电极1201与1102以及1202与1103彼此电连接。在此，金属片使电极1201、1102和1202、1103之间的空间分别划分成多个用于接收调温介质的通道，这些通道参考图1从下方、也就是入口开口310一侧上，从上方、也就是出口开口320一侧上沿调温介质的流动方向延伸。此外，突起部200''1、…200''2使电极1201、1102和1202、1103之间的空间的调温面或冷却面变大。

图3示出了根据本发明另一实施方式的电池组30的示例性俯视图。

电池组30包括多个电池单元100''1、…100''3。

电池单元100''1、…100''3基本上对应于参考图1描述的电池单元1001、…1003。

电池单元100''1、…100''3的第一电极1101、…1103上的多个突起部200''1、…200''2实现了参考图1所描述的间隔装置2001、…2003。突起部200''1、…200''2被构造为第一电极1101、…1103上的肋。多个突起部200''1、…200''2中的一个或多个突起部接触第二电极1201、…1203的接触面并分别使彼此相邻布置的电极1201与1102以及1202与1103彼此电连接。在此，突起部200''1、…200''2使电极1201、1102和1202、1103之间的空间分别划分成多个用于接收调温介质的通道，这些通道参考图1从下方、也就是入口开口310一侧上，从上方、也就是出口开口320一侧上沿调温介质的流动方向延伸。

图4示出了根据本发明另一实施方式的电池模块40的示例性侧向截面图。

电池模块40包括多个电池单元1001、…1003和多个调温装置4001、…4003。

电池单元1001、…1003对应于参考图1描述的电池单元1001、…1003。电池单元1001、…1003彼此平行取向地相互靠近布置。第一电极1102、1103的接触面分别接触第二电极1201、1202的接触面并分别使彼此相邻布置的电极1201与1102以及1202与1103彼此电连接。

调温装置4001、…4003分别包括一入口开口4101、…4103和多个出口开口42011、…42032。这些调温装置4001、…4003沿轴向布置得围绕多个电池单元1001、…1003，也就是说上部、后部、下部和前部各一个调温装置（前部调温装置没有示出）。在此，这些出口开口42011、…42032分别居中、也就是在接触面上布置。

调温装置4001，…4003就像图4中通过箭头明示的那样穿过入口开口4101、…4103被引入的调温介质分别分配到出口开口42011、42012；42021、42022或42031、42032上并使已分配的调温介质从出口开口42011、42012；42021、42022或42031、42032引导到多个电池单元1001、…1003的电极的边缘区域上。出口开口42011、…42032就像图4中针对出口开口42021、42022示例性示出的那样可以被划分成多个出口喷嘴。调温介质可以在热交换之后沿箭头方向流出。

图5示出了根据本发明另一实施方式的电池模块50的示例性侧向截面图。

电池模块50包括多个电池单元1001、…1003和多个调温装置5001、5002。

电池单元1001、…1003对应于参考图1描述的电池单元1001、…1003。电池单元1001、…1003就像参考图4所描述的那样彼此平行取向地相互靠近布置。第一电极1102、1103的接触面分别接触第二电极1201、1202的接触面并分别使彼此相邻布置的电极1201与1102以及1202与1103彼此电连接。

调温装置5001、5002包括多个入口开口5101、…5102并分别具有多个出口开口52011、…52023。调温装置5001、5002沿径向布置得围绕多个电池单元1001、…1003，也就是说左边和右边各一个调温装置5001、4002。在此，这些出口开口52011、…52023分别居中、也就是在接触面上布置。

调温装置5001、5002就像图5中通过箭头明示的那样穿过入口开口5101、5102被引入的调温介质分别分配到出口开口52011、…52013或52021、…52023（前面的出口开口没有示出）上并使已分配的调温介质从出口开口52011、…52013或52021、…52023引导到多个电池单元1001、…1003的电极的边缘区域上。出口开口52011、…52023就像图5中针对出口开口52012、52022示例性示出的那样可以被划分成多个出口喷嘴。调温介质可以在热交换之后沿箭头方向流出。