用于多个电池模块的支承结构和电池模块组件的制作方法

本发明涉及一种用于多个电池模块的支承结构，所述支承结构具有：多个支承元件，所述支承元件设置成相互隔开间距，并且在这些支承元件之间构成多个格间，所述格间确定为用于分别容纳一个电池模块。此外，本发明涉及一种电池模块组件，所述电池模块包括根据本发明的支承结构和多个电池模块，所述电池模块容纳在支承结构的格间中。

背景技术：

1、电池模块，特别是基于锂的电池模块，目前越来越多地用于(临时)存储电能并且用于给设备供应电能。为此目的，通常将多个电池模块连接在一起并且安置在共同的壳体中的专用搁架系统中，例如按照(船用)集装箱的形式。

2、在这种电池模块的运行过程中，以相应的程度产生废热，从而设定，定期进行调温(具体是冷却)，特别是进行基于流体的冷却，在调温中，在内部使冷却流体流动通过各个电池单元。这里不利的是，附加于所谓的搁架系统设置相应的流体冷却系统，由此使得整个结构变得复杂和昂贵并且带来加大的结构空间需求。在此过程中，还会消耗附加的材料。为了确保可装配性和对于维护的可接近性，这里需要采取特殊的结构措施，这些结构措施同样对结构空间和系统成本产生不利影响。

技术实现思路

1、存在对于用于电池模块或相应电池模块组件的支承系统或支承结构的需求，所述支承系统或支承模块使得可以对电池模块进行调温，而不会出现上面所述的结构空间需求、材料消耗、成本、耗费和可接近性方面的缺点。

2、根据本发明提出一种用于多个电池模块的支承结构，所述支承结构具有：多个支承元件，所述支承元件设置成相互隔开间距并且在多个所述支承元件之间构成多个格间，所述格间用于分别容纳一个电池模块，至少多个所述支承元件(下面也称为“导流的支承元件”)构造成流体管道元件或包括流体管道元件，所述流体管道元件一直延伸到所述格间的相应区域，并且用于电池模块的调温流体能经由所述流体管道元件供应到所述格间的区域中并从所述隔间的区域再次导出。

3、这有利地尤其是涉及竖直的支承元件，所述支承元件构成一种搁架结构并且在所述竖直的支承元件之间容纳格板或类似物形式的水平的支承元件，在所述水平的支承元件上，电池模块可以设置在竖直的支承元件之间。所述竖直或水平的支承元件限定了用于电池模块的(具体而言是方体形的)格间或容纳部，如由传统的搁架系统或“支架”已知的那样。

4、本发明现在包含的是，至少一些支承元件(这里不必区分竖直和水平的支承元件)承担双重功能，即同时用作静态的支承件和导流的管道件。就是说，这涉及电池模块支架的支承功能和用于对系统中的电池模块进行热管理的冷却介质的导流/分配的功能整合。

5、根据本发明提出一种电池模块组件，所述电池模块组件包括根据本发明的支承结构和多个电池模块，所述电池模块容纳在支承结构的格间中，所述电池模块具有内部的调温回路并且流体地连接到导流的支承元件上。

6、由此实现了已经说明的有利的功能整合。

7、换言之，就是提出了，构成一种蓄电池冷却管(bcp，电池冷却管道)，所述蓄电池冷却管附加于用于调温介质的导流的功能还表现出用于电池模块的支承结构的功能。

8、电池冷却管道(bcp)这里优选构造成，使得支承结构的至少一部分、就是说多个构成支承结构的支承元件按管道的形式设计成封闭的，以便实现导流的功能。与支承结构的其余部分、即其余支承元件的连接可以可拆卸地通过螺纹连接建立，或者不可拆卸地通过成形连接(例如铆接)以及最优选地材料锁合地通过粘合、钎焊或熔焊来建立。

9、导流的支承结构(就是说导流的支承元件)这里可以用于将调温流体的质量流分配到消耗器(即电池模块)上，其方式是，例如通过有针对性地设置颈口或类似物建立相应的分支。

10、根据本发明的支承结构的一个相应的变型方案具有这样的支承元件，所述支承元件是导流的并且构造成具有多个空腔。优选使用两个空腔，以便在各个支承元件中形成调温流体的前进流和返回流。一个特别有利的三腔系统例如可以包含前进流、返回流和另一个用于灭火剂和/或冲洗气的腔室。在发生故障的情况下可以释放灭火剂。

11、可选地可以设置和相应地使用用于引导电缆或用于通信以及用于烟气管道的另外的腔室。

12、为了连接导流的支承元件(简称：fte)，可以优选在中间置入至少一个密封元件(例如o形环)的情况下将所述导流的支承元件可拆卸地相互夹紧或材料锁合地粘接、钎焊或熔焊。

13、在另一个变型方案中，导流的支承元件(fte)可以通过节点元件相互连接或连线，所述节点元件优选是原形成型地(例如作为铸件)制造的。所述节点元件可以提供附加的功能，例如排气阀、采样、测量元件/传感器、入口和出口点或固定点。

14、导流的支承元件(fte)与节点元件的连接也可以根据要求不可拆卸地设计成材料锁合的或设计成可拆卸的，以便对希望的可安装性加以考虑。

15、导流的支承元件(fte)也可以用于，与周围环境交换热量。为此，可以设有冷却片或类似结构。

16、导流的支承元件(fte)上的前面所述的分支优选设计成，使得在将电池模块(优选通过插入)安装到支承结构或相关的格间中时直接产生流体接触。连接结构的固定可以通过通常已经设置的在支承结构内部将电池模块保持就位的措施来实现。由此不需要单独的附加固定。

17、本发明的另一个变型方案设定，(支架)格间配备有底板和集成的特别是通过调温流体实现的底板冷却结构，可以直接导热地将电池安置在所述底板上。优选在没有附加的密封元件的情况下，底板冷却结构这里可以直接材料锁合地连接到调温流体相对于导流的支承元件(fte)的供应部和导出部上。底板与电池模块之间的直接导热这里可以通过导热膏或机械的夹紧来实现。

18、另一个设计方案设定，(支架格间)底板配备有热管，所述热管优选伸入导流的支承元件(fte)中并在这里导出热量。此时，可以省去附加的流体接触结构。

19、如果在导流的支承元件(fte)上连接(附加的)竖直冷却板，则在电池模块连接在所述冷却板上之后(例如通过导热膏和/或机械夹紧)，(也)可以使所述电池模块侧向排热。

20、如果电池模块具有内部的浸入式冷却回路，以便将所出现的热量传送到能更好地散发热量的外表面上，则这个变型方案可能是特别有利的。此时节省了结构空间并且在系统中实现了特别均匀的温度分布。

21、下面的设计方案已经证明是特别有利的：

22、根据本发明的支承结构的第一改进方案设定，至少多个所述支承元件本身是周边封闭的并且构造成流体管道元件。由此实现了特别广泛的功能整合。

23、根据本发明的支承结构的第二改进方案设定，导流的所述支承元件能拆卸地与支承结构中其余不导流的部分连接，导流的所述支承元件特别是通过螺纹连接与支承结构中其余不导流的部分连接，或者，导流的所述支承元件不可拆卸地与支承结构中其余不导流的部分连接，导流的所述支承元件特别是通过铆接或通过材料锁合与支承结构中其余不导流的部分连接，导流的所述支承元件例如通过钎焊或熔焊与支承结构中其余不导流的部分连接。以这种方式实现了稳定、能任意拆卸的支承结构。

24、根据本发明的支承结构的第三改进方案设定，至少多个导流的所述支承元件具有至少两个流体上分离的腔或流体管道元件。以这种方式可以在支承元件之内构成流体前进流以及返回流，这进一步减少了所需构件的数量。

25、根据本发明的支承结构的另一个改进方案设定，至少多个所述导流的支承元件具有至少三个流体上分离的腔或流体管道元件。由此可以将其他功能集成到导流的支承元件(fte)中。

26、如已经提及的那样，例如可以设定，至少多个导流的所述支承元件具有附加的用于引导电缆或用于通信或用于引导烟气的腔。

27、根据本发明的支承结构的另一个改进方案设定，导流的所述支承元件通过至少一个密封元件成对可拆卸地相互夹紧，导流的所述支承元件成对优选材料锁合地粘接、钎焊或熔焊。这样，可以根据要求构成任意尺寸的支承结构。

28、根据本发明的支承结构的又一个改进方案设定，导流的所述支承元件通过节点元件连接和连线，所述节点元件优选原形成型地制造。对此已经在上面详细说明。

29、所述节点元件可以具有附加的功能，如排气阀、采样、测量元件/传感器、入口和出口点或固定点，对此上面同样已经详细说明。由此可以实现功能上的附加价值。

30、这里，在相应的改进方案中，导流的所述支承元件与节点元件的相应连接可以设计成不可拆卸的，优选设计成材料锁合的，或者设计成可拆卸的，以便确保实现很大程度的模块化。

31、在根据本发明的支承结构的改进方案中可以设定，在所述格间的区域内设有用于所述电池模块的流体的连接结构，所述连接结构优选构造成柔性的，最优选地构造成波纹软管段或波纹管的形式，所述连接结构在将电池模块插入格间中时沿插入方向是可接近的，以便在插入电池模块时建立电池模块与导流的支承元件的流体连通。由此可以在电池模块和支承结构之间建立一种“即插即用的”连接，这种连接可以特别简单地实现。相应地可以处理用于电池模块的相对应的电连接和/或(例如与bms-电池管理系统的)数据连接。

32、根据本发明的电池模块组件的一个相应的改进方案包含：用于电池模块的流体的连接结构在格间的区域中沿插入方向与电池模块的至少部分互补的，特别是刚性的连接结构对齐，以便在插入电池模块时近似自动地建立电池模块和导流的支承元件的流体连通，优选在中间连接至少一个密封元件的情况下，电池模块的互补的连接结构优选嵌入支承结构的连接结构，或者支承结构的连接结构优选嵌入电池模块的互补的连接结构，所述密封元件优选设置在电池模块的连接结构上。

33、在根据本发明的支承结构的改进方案中还可以设定，所述支承结构在格间的区域中具有用于电池模块的(位置)固定装置，所述固定装置同时构造成用于确保所述流体连通。由此也实现了提高功能集成。

34、此外，在根据本发明的支承结构的改进方案中还可以设定，在至少一些格间的区域内分别设有一个底板，所述底板用于导热地接触至少一个电池模块，并且所述底板与至少一个导流的支承元件流体连通。对于这个设计方案的优点已经在上面指出。

35、此外，在根据本发明的支承结构的改进方案中还可以设定，在至少一些格间的区域内分别设有一个底板，所述底板用于导热地接触至少一个电池模块，并且所述底板经由至少一个热管与至少一个导流的支承元件连接。对于这个设计方案的优点也已经在上面指出。

36、最后，在根据本发明的支承结构的改进方案中还可以设定，在至少一些格间的区域内分别设有至少一个侧向的冷却板，所述冷却板确定为用于导热地接触至少一个电池模块。对于这个设计方案的优点同样已经在上面指出。