电池组的制作方法

本发明涉及一种电池组，该电池组包括多个电耦接的电池组模块，每个电池组模块包括：具有电极的多个组合的电池单元，该电极被布置在电池组模块的至少一个端面；以及电连接所述电极的多个母线，该电池组还包括电绝缘体和导热板，该导热板被布置在电池组模块的用于冷却和/或加热该电池组模块的电池单元的端面。

背景技术

为了冷却电池组的电池单元，已知(ep2564448b1)将由组合的电池单元组成的电池组模块的底部(即，下端面)固定到导热板。导热板包括冷却导管，冷却剂流过该冷却导管，结果可以主动冷却电池单元。电池单元的电极被布置在电池组模块的上端面上并且通过母线(通常也称为电池连接器/电池连接器板)电互连，这对应于电池单元并联或串联连接。通过以此方式在底部冷却电池单元，可以控制电池单元的温度；然而，由于电池单元的绝缘壳体，这种冷却相对缓慢。因此，例如由高电力请求引起的电池单元中的温度峰值相对缓慢地得到补偿，这可能对电池单元以及因此电池组的性能甚至使用寿命产生不利影响。

另外，为了冷却电池的顶部，已知(de102007063178a1)在电池单元的电极与电源板之间提供冷却板。通过金属电极与冷却板之间的热接触，可以确保增加散热；然而，这种电池的设计相对复杂，并且由于机械连接还需要相对复杂的维护。

技术实现要素：

在该背景下，本发明的目的是为了提高具有开头所述类型的多个电池组模块的电池组的稳定性，并且具体地以结构简单的方式来提高稳定性。另外，电池组应当具有高功率密度。

本发明通过被布置在电池组模块的包括电池单元的电极的端面处的导热板来实现该目的，形成为热接触元件的电绝缘体位于电池组模块的母线与导热板之间。

当导热板被设置在电池组模块的包括电池单元的电极的端面处时，形成为热接触元件的电绝缘位于电池组模块的母线与导热板之间，首先可以更有效地控制电池单元的温度，因为通过金属和电池单元的相对良好的导热电极可获得从导热板到电池单元的更好热传递，反之亦然。以此方式，由于电池组的相对较高的输出和/或高充电功率引起的温度峰值可以快速且可靠地从电池单元中消散；这可以显著提高电池组的稳定性。

然而，与现有技术不同，在该设计中提供的导热板不会不利地影响电池组的结构简单的模块化结构。根据本发明，具体提出，导热板没有集成在电池组模块分组中，该电池组模块分组包括电池单元和母线，这在从顶部冷却的电池组中是已知的。相反，导热板与电池组模块分离并且被布置在电池组中的电绝缘体的下游。因为电绝缘体也形成为热接触元件，所以电池组的这种模块化结构也不会再进一步破坏电池单元与导热板之间的导热性。

另外，根据本发明的这种设计使得可以通过公共导热板主动地控制多个电池组模块的温度，这不仅进一步降低了电池组的结构复杂性，而且还允许相对较高的功率密度。

如果电绝缘体形成为导热箔，则可以简化结构条件并且提高可维护性。

如果母线包括延伸超出电池单元的电极的金属板，则可以提高对电极的温度控制。

如果金属板通过突起接触区域电连接到电池单元的电极，则材料公差和热膨胀和/或收缩可以通过突起接触区域处的变形来吸收。因此可以显著地降低失去母线与导热板之间的热接触的风险。

如果电池单元在其相应的电池组模块的两个端面处包括电极，则可以更容易地提供用于耦接电池单元的紧凑母线。另外，电池组模块的每个端面有一个母线就足够了。

如果电池单元各自包括安全阀，该安全阀被设置在电池单元的相应电池组模块的公共端面上，则可以通过在与所述公共端面相对的端面处设置导热板来防止电池单元的操作安全性受到危害。具体地，导热板因此在电池单元脱气时不在电池单元的流动路径中。

如果电池单元形成为圆形单元(roundcell,圆形电池)，则可以进一步简化电池组的设计。

如果导热板形成为电池组模块所附接的电池组的承载负载部件，则可以进一步简化电池组的设计。另外，结果可以显著提高电池组模块的抗扭强度，这可以进一步提高电池组的机械稳定性。

如果电池组模块包括在电池单元的纵向方向上延伸并且电池组模块通过其附接到导热板的间隔件，则可以减轻由于潜在的附接装置而在电池单元中的预紧力。这尤其保护了电池单元的电极与母线之间的电连接。因此可以进一步提高电池组的稳定性。

如果电池组模块包括电连接到母线并且被布置在每个电池组模块的相对纵向侧上上和同一端面处的接触面，则电池组模块可以相对简单地布线。结果，通过随后在电池组模块的纵向侧对它们加衬里，例如可以通过两个电池组模块的如此形成的相互面对的接触面来电连接电池组模块。这可以进一步简化电池组的模块化设计，从而可以使电池组的组装和维护更加简单。

如果电池组模块在与导热板相对的端面上包括用于电池单元的单元保持器，则这可以提高电池组模块中的机械连接。

如果所述导热板包括主动冷却和/或加热装置，则可以提高导热板的冷却/加热作用。加热/冷却装置可以是液压流的一部分，但是当然也可以是电加热系统、珀耳帖元件、冷却剂回路的冷凝器等。

附图说明

附图基于变型示出了本发明主题的示例。其中：

图1示出了部分示出的电池组的三维视图；

图2示出了根据图1中的ii-ii的剖视图；以及

图3是图2的细节的视图。

具体实施方式

图1示出了电池组(battery)1，作为示例，该电池组1包括多个电池组模块(batterymodule)2、3，该电池组模块2、3电耦接。电池组模块2、3各自包括由组合的电池单元(batterycell)4、金属母线5、6以及单元保持器(cellholder)7组成的机械和电连接，该单元保持器7优选地由塑料材料制成。在图1中可以看出，电池单元4突出到单元保持器7中的孔(未详细示出)中，结果所述单元保持器7以形状配合接纳电池单元4，因此固定或支撑所述单元；这确保了电池组模块2、3的高机械稳定性。电极8、9(具体是正极8和负极9)被布置在电池组模块2、3的相对端面30、31处，并且电接合(即，电连接)到被设置在那里的母线5和6，该母线5和6用作每个电池组模块2、3中的电池单元7的单元连接器/单元连接器板。

另外，电池组1包括形成为金属导热板11的承载负载结构部件10。该导热板11被设置在电池组模块2、3的端面上，在该示例中被设置在下端面30上，即，电池组模块2、3的底部上。电池组模块2、3的电池单元4热连接到导热板11，该导热板11被设计为冷却和/或加热电池单元4。为此，导热板11通过加热/冷却装置12进行热加载。

从图2中可以看出，导热板11包括在导热板11中呈液体管线13形式的主动加热/冷却装置12，热传递介质(未详细示出)通过该管线控制电池单元4的温度。诸如导热肋(未详细示出)的被动加热/冷却装置当然也可以设想替代主动加热/冷却装置12或者与之结合。

为了有利地将电池单元4热耦接到导热板11，根据本发明，导热板11被设置在电池组模块2、3的包括电池单元4的电极8的下端面30上。结果，可以通过电极8的金属导电性特别快速地向电池单元4供应热能或从电池单元4中去除热能。从图3中可以详细地看出，导热板11热耦接到负极8，并且具体地通过电绝缘体14和母线5热耦接到负极8，该母线5连接到每个电池单元4的电极8。为此目的，电绝缘体14形成为用于降低热阻的热接触元件。

另外，通过电绝缘体14可以防止电池单元4与电池组模块2、3之间的电短路。因此，即使电池组模块2、3通过导电导热板11一起冷却，也可以保持电池组1的模块化设计。因此制造出稳定且结构简单的模块化电池组1。

从图1中可以看出，电绝缘体14相对较薄，这可以通过使用导热箔15来实现。一般指出，任何导热垫都可以作为热接触元件，例如硅橡胶箔、硅树脂垫、云母盘、陶瓷盘等。

优选地，成形的、优选弯曲的导电金属板16(例如，镍板)已被证明尤其是用于增加电池组模块2、3的机械负载能力的有效的金属母线5、6。金属板16延伸超出电池单元4的电极8、9，这既增加了母线5、6的热容量又使得与导热板11的接触面更大。

根据图3，可以看到突出接触区域17在金属板16上，所述区域电连接到电池单元4的负极8。该突出接触区域17可以弹性地吸收电池组模块2、3等上的振动、热膨胀或收缩，因此有助于提高电池组1的稳定性。

在图2中，可以看到安全阀18在每个电池单元4上、具体是在其单元顶部上。所有安全阀18都被设置在电池单元2、3的顶部公共端面31上。众所周知，安全阀18释放在电池单元内发生的过压(例如在故障的情况下)。导热板11被设置在每个电池组模块2、3的与上部公共端面31(即，被布置有安全阀18的端面)相对的端面30上。这确保了通过安全阀18流出电池单元4的气体可以不受阻碍地从导热板11中逸出。因此，尽管导热板11被布置在端面上，也不应该降低电池组1的安全性。

还可以看出，电池单元4形成为圆形单元，导致高紧凑性，因此在电池组1中具有高能量密度。

电池组模块2、3包括(在所示示例中，在它们的边缘处)多个间隔件19，该间隔件在电池单元4的纵向方向上延伸并且包括螺钉连接20。通过所述间隔件19，电池组模块2、3因此附接到导热板11。因此，导热板11不仅用于冷却和/或加热电池单元4，而且还形成对电池组模块2、3的支撑。

从图2中可以看出，电池组模块2、3包括接触面50、60，其电连接到相应的母线5、6。接触面50、60被布置在每个电池组模块2、3的两个相对的纵向侧21、22上并且被布置在同一端面31(具体是上端面)。因此，电池组模块2、3可以以相对简单的方式串联连接。