电池模块壳体、用于制造这样的电池模块壳体的方法和电池模块与流程

文档序号:16051428发布日期:2018-11-24 11:19阅读:149来源:国知局

本发明基于一种按照独立权利要求的类型的电池模块壳体。此外,本发明也涉及一种用于制造这样的电池模块壳体的方法。本发明的主题也是一种具有这样的电池模块壳体的电池模块。

背景技术

由现有技术已知,电池模块壳体由铝或者钢构成。

在此,钢具有高的强度但是也具有高的密度,由此,减少电池模块的重量的(gravimetrisch)能量密度。

与之相比,铝具有较低的密度并且也呈现良好的导热性。

不过,在所有金属的电池模块壳体中,产生电接触相对于电池模块壳体的绝缘的问题。

此外,由现有技术也已知的是,使用由塑料构成的电池模块壳体,不过这种电池模块壳体部分具有不充分的机械强度并且在其导热性方面也有所限制。

文献de102015111326a1公开了一种用于动力电池(traktionsbatterie)的电池模块壳体部件。

文献de102015206182a1公开了一种包括具有电绝缘装置的电池模块壳体的单池模块。

文献de102013112413a1公开了一种用于动力电池的电池壳体部件。

此外,文献de102015010925a1公开了一种具有温度单池的电池模块。



技术实现要素:

具有独立权利要求的特征的电池模块壳体具有如下优点,即,电池模块壳体可以构造有相对低的重量,该电池模块壳体同时可以可靠地将由容纳在电池模块壳体中的电池单池所产生的热导出。

按照本发明,为此提供一种电池模块壳体,该电池模块壳体包括第一壳体元件和第二壳体元件。在此,第一壳体元件由金属材料构成。

此外,第一壳体元件具有基板以及多个中间壁,这些中间壁与基板连接。

所述多个中间壁构造成多个构造用于容纳电池单池的容纳室。

在此,中间壁构造用于机械分隔两个能容纳在电池模块壳体中的电池单池。

在此,所述第二壳体元件由聚合材料构成。

特别是,所述第二壳体元件构造为槽形或者盆形。

在此,第一壳体元件的基板和第二壳体元件共同相对于环境封闭多个容纳室。

通过从属权利要求中列举的措施可以有利地改进和改善在独立权利要求中给出的装置。

就此而言,通过第一壳体元件的基板和第二壳体元件共同封闭多个容纳室应理解为:特别是仅第一壳体元件的基板和第二壳体元件能从电池模块壳体的环境中接触到。

换言之,这意味着,仅第一壳体元件的基板和第二壳体元件构造电池模块壳体的外部的边界。

第一壳体元件的中间壁构造成构造用于容纳电池单池的容纳室,这特别是应理解为:中间壁直接接触地或者直接邻接于电池单池来布置。

由此,例如能在中间壁和电池单池之间构造可靠的热传递。

符合目的的是,构成第一壳体元件的金属材料从铝、铜、镍、钢或铁的组合中选择。

由此,可以从电池模块中可靠地导出热。特别是,由铝构成还提供如下优点,铝具有相对低的密度并且因此电池模块壳体可以构造有低的重量,由此,可以提升重量的能量密度。

也符合目的的是,构成第二壳体元件的聚合材料从弹性体、热塑性塑料或者热固性塑料的组合中选择。基于这样的材料的低的密度,可以构造具有低的重量的电池模块壳体。

有利地,聚合材料还包括至少一种增强纤维。在此,可以使用任意已知的增强纤维。特别是,所述至少一种增强纤维在此是玻璃纤维。在此,玻璃纤维提供如下优点,即,玻璃纤维是电绝缘的,并且例如可以可靠地与从电池模块中引导的电压抽头绝缘。此外,通过在第二壳体元件的聚合材料中引入至少一种增强纤维可以提升电池模块壳体的机械强度。在此,增强纤维不提高或者不这样明显提高第二壳体元件的密度,使得电池模块壳体可以以相对低的重量来构造。

按照本发明的一个有利的方面,第一壳体元件一件式地构造和/或第二壳体元件一件式地构造。由此,能实现电池模块壳体的简单的构造。

有利的是,第二壳体元件具有至少一个开口,所述至少一个开口构造用于穿引电池单池的电压抽头。因为第二壳体元件的聚合材料可以构造为电绝缘的,所以在电池单池的电压抽头从电池模块壳体的内部、特别是从容纳室中的一个容纳室穿引出来时,可以省去额外的绝缘措施。

按照本发明的一个有利的方面,第一壳体元件包括至少一个构造用于以调温流体来贯穿流动的流动通道、相变材料或者至少一个散热片。因为第一壳体元件的金属材料、特别是铝具有相对好的导热性,所以由电池单池产生的热可以、特别是通过多个中间壁被传导到第一壳体元件的基板上,所述基板能从电池模块壳体的环境中接触到。

因此,由电池单池产生的热可以通过第一壳体元件的基板可靠地导出,其中,可以通过第一壳体元件的基板的具有构造用于以调温流体来贯穿流动的流动通道、相变材料或者至少一个散热片的构造有利地支持所述热运出。因此,除了将电池模块划分成各个用于电池单池的容纳室之外,第一壳体元件也用于可靠地调温。

就此而言,对此还要说明的是,第一壳体元件也可以有利地实现电池单池的加热,因为例如可以将输送给基板的热借助于中间壁传导至电池单池,以便例如维持电池单池所需的运行温度或者使电池单池达到运行温度。

按照本发明的一个符合目的的方面,多个容纳室分别具有六个边界面。在此,第一壳体元件构造所述六个边界面中的三个边界面。在此,第二壳体元件构造所述六个边界面中的三个边界面。

特别是,第一壳体元件的基板在此构造所述六个边界面中的一个边界面并且第一中间壁构造所述六个边界面中的一个边界面并且第二中间壁构造所述六个边界面中的一个边界面。

特别是,对此也应理解为:由第一壳体元件构造的多个容纳室分别优选朝向三侧敞开,由此能实现第一壳体元件例如作为挤压型材(extrusionsprofil)的有利的并且简单的制造。

特别是,第二壳体元件包括另一个基板,另一个基板与第一壳体元件的基板对置地布置。此外,第二壳体元件特别是包括多个与所述另一个基板连接的其它的壳体壁。在此,第一壳体元件的基板和第二壳体元件的所述另一个基板以及第二壳体元件的所述其它的壳体壁相对于环境封闭多个容纳室。在此,第二壳体元件例如可以构造为槽形或者盆形。

按照本发明的一个有利的方面,第一壳体元件和第二壳体元件相互连接。在此,所构造的连接构造为环绕密封的。特别是,第一壳体元件和第二壳体元件在此材料锁合地或者形状锁合地相互连接。

针对在第一壳体元件和第二壳体元件之间的环绕密封的形状锁合的连接,例如可以设置环绕的法兰连接。针对在第一壳体元件和第二壳体元件之间的环绕密封的材料锁合的连接,第一壳体元件和第二壳体元件例如可以粘接地或者热接合地相互连接。在粘接时,几乎任何材料组分可以材料锁合地相互连接。

例如在将第二壳体元件的聚合材料选择为热塑性塑料时,第一壳体元件和第二壳体元件可以借助于热接合相互连接,其中,为此第二壳体元件的材料在接合区域的范围中熔化并且与第一壳体元件在接合区域中被挤压。

此外,本发明也涉及一种用于制造电池模块壳体的方法。在此,在第一方法步骤中,将第一壳体元件由金属材料以如下方式构造,即,第一壳体元件具有基板以及多个与基板连接的中间壁。在此,所述多个中间壁构造成多个构造用于容纳电池单池的容纳室。在此,中间壁构造用于机械分隔两个能容纳在电池模块壳体中的电池单池。在第二方法步骤中,由聚合材料构成第二壳体元件。特别是,所述第二壳体元件在此构造为槽形或者盆形。在第三方法步骤中,通过第一壳体元件的基板和第二壳体元件共同相对于环境封闭多个容纳室。

就此而言,要说明的是,按照本发明的方法当然也可以包括所有结合按照本发明的电池模块壳体描述的改进方案。

特别是,在此符合目的的是,借助于挤压工艺、冲挤工艺、挤压成型工艺或者铸造工艺构造第一壳体元件。特别是,第一壳体元件在此构造为铝挤压件、铝冲挤件、铝挤压成型件或者铝铸造件。

就此而言,对此要说明的是,一方面可以在第一方法步骤中一件式地构造第一壳体元件,或者另一方面也可以例如借助于挤压工艺、冲挤工艺、挤压成型工艺或铸造工艺构造第一壳体元件的多个区段,其中,这些区段例如借助于焊接连接或者插入连接相互连接成第一壳体元件。

特别是,在此有利的是,第二壳体元件借助于热成型工艺或者树脂传递工艺构造。特别是,第二壳体元件在此一件式地构造。有利地,特别是借助于热成型工艺制造由热塑性塑料构成的第二壳体元件。有利地,特别是借助于树脂传递工艺制造由热固性塑料构成的第二壳体元件。

按照本发明的电池模块壳体或者利用按照本发明的方法制造的电池模块壳体特别是提供如下优点,即,通过选择用于第一壳体元件的金属材料和/或通过选择用于第二壳体元件的聚合材料可以考虑到能容纳在电池模块壳体中的电池单池的相应要求。例如,通过选择聚合材料可以考虑到不同的运行温度或者不同的介质负荷。

特别是,在按照本发明地构造电池模块壳体时,可以有利地将金属材料的良好的导热性和聚合材料的低密度以及电绝缘作用相互组合。特别是,在此可以在将金属材料选择为铝时电池模块壳体构造有相对低的重量,因为不仅铝而且聚合材料都具有相对低的密度。此外,本发明也涉及一种电池模块,该电池模块具有按照本发明的电池模块壳体或者按照根据本发明的方法制造的电池模块壳体。在此,在多个容纳室中容纳电池单池。

这样的电池模块例如可以在电动车辆、插入式混动车辆、可移动的电子仪器或还有在静态的存储器中使用。

附图说明

本发明的实施方式在附图中示出并且在随后的说明书中进一步阐述。图中:

图1透视地示出按照本发明的电池模块壳体的第一壳体元件的示图;

图2以全视图和纵剖面透视地示出按照本发明的电池模块壳体的第二壳体元件的示图;

图3以纵剖面透视地示出按照本发明的电池模块壳体的示图并且;

图4透视地示出按照本发明的电池模块的示图。

具体实施方式

图1透视地示出按照本发明的电池模块壳体1的第一壳体元件2的示图。在此,第一壳体元件2由金属材料构成。在此,按照图1的第一壳体元件2由铝构成,其中,也可以由铜、镍、钢或者铁构成。第一壳体元件2具有基板4以及多个中间壁5。如由图1可看出的那样,中间壁中的每个中间壁5分别与基板4连接。特别是,中间壁5在此相对于基板4成直角地布置。

在此,中间壁5构造成多个构造用于容纳电池单池的容纳室6。

按照图1,在此,在两个中间壁5之间分别能容纳一个电池单池,其中,也完全可能的是,也能在两个中间壁5之间容纳多个电池单池。

此外,中间壁5构造用于机械分隔两个能容纳在电池模块壳体1中的电池单池。

按照图1,第一壳体元件2在此一件式地构造。

如由图1可看出的那样,容纳室6分别具有六个边界面7。

在此,第一壳体元件2构造所述六个边界面7中的三个边界面8。

特别是,基板4构造所述三个边界面8中的第一边界面81。

特别是,第一中间壁61构造所述三个边界面8中的第二边界面82。

特别是,第二中间壁62构造所述三个边界面8中的第三边界面83。

就此而言,要说明的是,第一壳体元件2的基板4可以包括构造用于以调温流体来贯穿流动的流动通道、相变材料或者散热片(kühlrippe),不过这在图1中未示出。

图2一方面在全视图中并且另一方面在剖视图中以透视图示出第二壳体元件3。

在此,第二壳体元件3由聚合材料构成,例如第二壳体元件3可以由弹性体、热塑性塑料或者热固性塑料构成。此外,聚合材料也可以包括至少一种增强纤维(verstärkungsfaser)。

由图2也可看出的是,第二壳体元件3一件式地构造。特别是,按照图2,第二壳体元件3在此构造为槽形或者盆形。

第二壳体元件3具有开口9,这些开口构造用于穿引(durchführung)容纳在电池模块壳体1中的电池单池的电压抽头。

在此,可以有利地省去第二壳体元件3相对于电压抽头的电绝缘装置,因为聚合材料优选是电绝缘的。

在此,第二壳体元件3包括另一个基板10,所述另一个基板在电池模块壳体1的组装好的状态下与第一壳体元件2的基板4对置地布置。此外,第二壳体元件3包括多个其它的壳体壁11,这些壳体壁与所述另一个基板10连接。特别是,所述其它的壳体壁11可以相对于所述另一个基板10成直角地布置或者所述另一个壳体壁11也可以成如下角度地布置,该角度例如与直角的布置偏离不超过15°。

在电池模块壳体1的组装好的状态下,第一壳体元件2的基板4和所述另一个基板10和所述其它的壳体壁11共同相对于环境12封闭多个容纳室6。

图3在剖视图中以透视图示出按照本发明的电池模块壳体1的示图。

在此,图3示出,第一壳体元件2的基板4和第二壳体元件3共同相对于电池模块壳体1的环境封闭多个容纳室6。

特别是,由图3可看出的是,第二壳体元件3的所述另一个基板10与第一壳体壁2的基板4对置地布置。

此外,在图3中特别是也可看出的是,第一壳体元件2的基板4和第二壳体元件3的另一个基板10和第二壳体元件3的其它的壳体壁11相对于电池模块1的环境12封闭多个容纳室6。

第一壳体元件2和第二壳体元件3相互连接。在此,在图3中会以附图标记13示出的所构造的连接构造为环绕密封的。

图4以透视图示出按照本发明的电池模块14,该电池模块具有按照本发明的电池模块壳体1。在此,在容纳室6中布置电池单池,这些电池单池在图4中不可见。

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