电池模块、电池组和车辆的制作方法

本公开涉及一种用于车辆的电池模块。本公开还涉及一种用于车辆的包括多个电池模块的电池组和一种包括电池组的车辆。

背景技术：

1、车辆使用电力驱动具有许多优势，尤其是在本地排放方面。这种车辆包括被配置成向车辆提供动力的一个或多个电力推进电机。这些类型的车辆可以分类为纯电动车辆和混合动力电动车辆。有时称为电池电动车辆、仅电动车辆和全电动车辆的纯电动车辆包括纯电动动力传动系统，并且不包括内燃发动机，并且因此在它们使用的地方不产生排放。

2、混合动力电动车辆包括两种或更多种不同类型的动力，例如内燃发动机和电力推进系统。内燃发动机和电力推进系统的组合提供了关于能效的优点，部分是因为内燃发动机在较低功率输出水平下的能效较差。此外，一些混合动力电动车辆能够在需要时(例如在某些区域行驶时)以纯电力驱动操作。

3、电力通常储存在包括多个可充电电池单元的电池组中。使用一些不同类型的电池单元，诸如锂离子电池、锂聚合物电池和镍氢电池。与推进电池相关联的一个问题是，大多数类型的电池(诸如上面列出的那些电池)是对温度敏感的，这意味着它们具有最有效的温度范围。此外，过高温度和过低温度可能会损坏和/或缩短推进电池的寿命。另外，过高温度和过低温度可能会降低电池的电池单元的能量储存容量，这可能会对车辆的可用操作范围产生负面影响。

4、电池单元在充电和放电时在内部生成热量。此外，车辆可以在影响电池单元温度的各种温度条件下操作。因此，并且出于上述原因，推进电池的温度优选地由热管理系统来调节。热管理系统可以被配置成在一些操作条件下冷却电池单元，诸如在电池单元的高充电或放电水平期间或之后和/或在高环境温度期间。此外，热管理系统可以被配置成在一些其他操作条件下加热电池单元，诸如当车辆启动并且电池单元的温度低于阈值温度等时。在一些车辆中，并且尤其是在纯电动车辆中，热管理系统可以利用储存在电池单元中的电能来操作热管理系统，至少在一些情况下，诸如当车辆的电力系统没有连接到电网时。因此，如果是这样，热管理系统的操作可能会对车辆的可用操作范围产生负面影响。

5、与推进电池相关联的另一个问题是电池单元的溶胀。即电池单元的温度及其充电状态(soc)可能会影响电池单元的体积。此外，其他方面也可能影响电池单元的体积，诸如阳极与阴极的化学计量比、颗粒污染、机械损伤、电极与电解质之间的加速寄生反应、热量和气体的释放等。如果电池单元安装在不允许电池单元膨胀的有限空间中，则电池单元内部的内部压力可能变得危险地高。此外，布置有电池单元的结构可能在电池单元溶胀时受损。

6、与推进电池相关联的另一个问题是电池单元可能是机械敏感的，这意味着电池单元优选地受到保护，不受振动、冲击、强力等的影响。然而，安装到车辆的电池在要求苛刻的环境中操作，并且通常会经受大量的振动、力等。

7、另外，即使用于车辆的电力驱动可以提供关于车辆的能量效率、其碳足迹等的许多优点，能量的有效使用对于包括电力推进系统的车辆也是重要的方面。

8、此外，一般来说，在当今的消费者市场上，如果诸如车辆和相关联部件、系统和装置的产品具有适用于以成本有效的方式制造和组装的条件和/或特征，则这将是有利的。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服或至少减轻上述问题和缺点中的至少一些问题和缺点。

2、根据本发明的第一方面，该目的通过用于车辆的电池模块来实现。电池模块包括被构造成容纳多个电池单元的外壳。电池模块还包括安装区段，该安装区段被构造成接纳用于将电池模块安装到车辆的另外部件的紧固元件。电池模块包括定位在外壳与安装区段之间的隔热单元。

3、由于电池模块包括定位在外壳与安装区段之间的隔热单元，因此减少了外壳与安装区段之间的热传递。作为进一步的结果，布置在外壳中的电池单元与另外部件之间的热传递也减少了。

4、因此，允许车辆的热管理系统以更有效的方式操作，同时减少电池单元与另外部件之间的热泄漏。作为其进一步的结果，提供了用于以能量有效的方式将电池单元的温度调节到更理想的温度范围的条件。因此，也提供了用于延长包括电池模块的车辆的可用操作范围和增加车辆的总能量效率的条件。另外，因为提供了用于将电池单元的温度调节到更理想的温度范围的条件，所以也可以增加电池单元的使用寿命。

5、此外，研究表明，在车辆操作期间，电池模块中最外面的电池单元可以具有与电池模块的其他电池单元不同的温度。即电池单元通常并排堆叠以在电池模块内部形成一排电池单元。由于热泄漏到电池模块的外壳，位于该排的相应端部处的电池单元(即布置在电池模块的外壳附近或邻近的电池单元)可以具有与电池模块的其他电池单元不同的温度特性。因此，通过减少外壳与安装区段之间的热传递，可以获得电池模块内部的电池单元的更均匀的温度。作为其进一步的结果，提供了用于增加电池模块内部的电池单元的使用寿命的条件。

6、此外，由于定位在外壳与安装区段之间的隔热单元，电池模块可以具有改进的允许电池模块内部的电池单元溶胀的能力。这是因为当电池模块内部的电池单元的溶胀导致外壳的壁朝向安装区段移动时，隔热单元可以压缩。

7、此外，由于定位在外壳与安装区段之间的隔热单元，电池模块可以具有改进的保护布置在电池模块内部的电池单元免受机械冲击、振动等的能力。这是因为隔热单元可以充当安装区段与外壳之间的保护屏障。

8、另外，提供了一种电池模块，该电池模块具有适用于以成本有效的方式制造和组装的条件和特性。这是因为组装者或组装机器在组装电池模块时可以将隔热单元简单地定位在外壳与安装区段之间，以使外壳与安装区段隔热。

9、因此，提供了一种电池模块，该电池模块克服或至少减轻上述问题和缺点中的至少一些问题和缺点。因此，实现了上述目的。

10、任选地，隔热单元由聚合物材料制成。因此，提供了一种隔热单元，该隔热单元具有高绝热性能的条件，同时具有适用于以成本有效的方式制造和组装的条件和特征。

11、另外，电池模块可以具有改进的允许电池模块内部的电池单元溶胀的能力。这是因为当电池模块内部的电池单元的溶胀导致外壳的壁朝向安装区段移动时，聚合物隔热单元可以具有改进的压缩能力。

12、此外，电池模块可以具有改进的保护布置在电池模块内部的电池单元免受机械冲击、振动等的能力。这是因为由聚合物材料制成的隔热单元可以具有改进的充当安装区段与外壳之间的保护屏障的能力。

13、任选地，隔热单元由纤维增强材料制成。因此，可以以成本有效的方式提供坚固耐用的隔热单元。

14、任选地，安装区段包括安装元件，该安装元件包括用于接纳紧固元件的通孔。因此，提供了简单且有效的安装区段，从而允许快速且成本有效地组装电池模块。

15、任选地，通孔沿第一方向延伸，并且其中隔热单元被配置成在包括电池模块的车辆的运动期间在基本上垂直于第一方向的方向上在安装元件与外壳之间传递力。因此，提供了一种电池模块，该电池模块具有改进的保护电池模块内部的电池单元免受机械冲击、振动等的能力。这是因为隔热单元可以以有效的方式充当安装区段与外壳之间的保护屏障，从而减少电池模块的安装区段与壳体之间的机械冲击、振动等的传递。

16、任选地，安装元件是细长的并且沿第一方向延伸，并且其中安装元件的沿第一方向测量的长度大于外壳的沿第一方向测量的长度的30％。因此，提供了用于以刚性、耐用和可靠的方式将电池模块安装到车辆的另外部件的条件，同时确保电池模块的外壳与安装区段之间的低热传递。

17、任选地，当电池模块安装在车辆上并且车辆定位在平坦的水平面上时，第一方向与车辆的竖直方向基本上一致。因此，提供了用于将电池模块刚性、耐用且可靠地安装到车辆的另外部件的条件，同时确保电池模块的外壳与安装区段之间的低热传递。

18、任选地，隔热单元被构造成在包括电池模块的车辆倾斜期间支撑由电池模块施加在另外部件上的负载的至少一部分。因此，提供了用于将电池模块刚性、耐用且可靠地安装到车辆的另外部件的条件，同时确保电池模块的外壳与安装区段之间的低热传递。

19、任选地，外壳由金属材料制成。因此，可以提供坚固耐用的电池模块，同时确保电池模块的外壳与安装区段之间的低热传递。

20、任选地，电池模块包括多个角部，并且其中电池模块包括位于电池模块的每个角部处的安装区段。因此，提供了用于将电池模块刚性、耐用且可靠地安装到车辆的另外部件的条件，同时确保电池模块的外壳与安装区段之间的低热传递。

21、任选地，电池模块包括定位在电池模块的每个安装区段与外壳之间的隔热单元。因此，提供了一种电池模块，该电池模块具有在布置于外壳中的电池单元与另外部件之间进行更低热传递的条件。因此，允许车辆的热管理系统以甚至更有效的方式操作，同时减少电池单元和另外部件之间的热泄漏。另外，可以获得电池模块内部的电池单元的更均匀的温度。

22、此外，由于定位在电池模块的每个安装区段与外壳之间的隔热单元，电池模块可以具有改进的允许电池模块内部的电池单元溶胀的能力。这是因为当电池模块内部的电池单元的溶胀导致外壳的壁朝向安装区段移动时，隔热单元可以压缩。

23、此外，由于定位在电池模块的每个安装区段与外壳之间的隔热单元，电池模块可以具有进一步改进的保护布置在电池模块内部的电池单元免受机械冲击、振动等的能力。这是因为隔热单元可以充当安装区段与外壳之间的保护屏障。

24、另外，提供了一种电池模块，该电池模块具有适用于以成本有效的方式制造和组装的条件和特性。这是因为组装者或组装机器在组装电池模块时可以将隔热单元简单地定位在外壳与安装区段之间，以使外壳与安装区段隔热。

25、任选地，另外部件是另一电池模块或包括多个电池模块的电池组的外壳。因此，提供了一种电池模块，该电池模块具有在布置于外壳中的电池单元与另一电池模块和/或电池组的壳体之间的低热传递的条件。

26、根据本发明的第二方面，该目的通过用于车辆的电池组来实现，其中电池组包括多个根据本公开的一些实施例的电池模块。

27、由于根据一些实施例，电池组包括多个电池模块，因此提供了具有减少内部热传递的条件的电池组。因此，允许车辆的热管理系统以更有效的方式操作。作为其进一步的结果，提供了用于以能量有效的方式将电池组的电池单元的温度调节到更理想的温度范围的条件。因此，也提供了用于延长包括电池组的车辆的可用操作范围和增加车辆的总能量效率的条件。另外，因为提供了用于将电池单元的温度调节到更理想的温度范围的条件，所以也可以增加电池组的电池单元的使用寿命。

28、此外，提供了一种电池组，该电池组具有使电池组内部的电池单元的温度更加均匀的条件。作为其进一步的结果，提供了用于增加电池组内部的电池单元的使用寿命的条件。

29、此外，提供了一种电池组，该电池组具有用于允许电池组内部的电池单元溶胀的改进能力的条件。

30、此外，提供了一种电池组，该电池组具有用于改进的保护布置在电池组内部的电池单元免受机械冲击、振动等的能力的条件。

31、另外，提供了一种电池组，该电池组具有适用于以成本有效的方式制造和组装的条件和特性。

32、因此，提供了一种电池组，该电池组克服或至少减轻上述问题和缺点中的至少一些问题和缺点。因此，实现了上述目的。

33、任选地，电池组被配置成向车辆的电力推进电机提供电力。因此，可以提供有效的电池组来为车辆的电力推进电机供应电力。

34、根据本发明的第三方面，该目的通过车辆来实现，该车辆包括被配置成向车辆提供动力的电力推进电机，并且其中车辆还包括根据本公开的一些实施例的电池组。

35、由于车辆包括根据一些实施例的电池组，因此提供了一种车辆，该车辆克服或至少减轻上述问题和缺点中的至少一些问题和缺点。因此，实现了上述目的。

36、当研究所附权利要求和以下详细描述时，本发明的进一步特征和优点将变得显而易见。