CN106953039B

CN106953039B - 电池模块和电池组

Info

Publication number: CN106953039B
Application number: CN201610857907.9A
Authority: CN
Inventors: J.许茨; K.克拉斯尼奇
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-09-29
Filing date: 2016-09-28
Publication date: 2021-02-02
Anticipated expiration: 2036-09-28
Also published as: DE102015218727B4; CN106953039A; DE102015218727A1

Abstract

本发明涉及一种电池模块（60），其包括多个电池单体（2）、两个端板（58）以及用来电接触该电池模块（60）的负接触部件（41）和正接触部件（42），所述电池单体分别具有负端子（11）和正端子（12），所述电池单体（2）设置在所述端板之间，其中，所述接触部件（41、42）被设计成插塞触头。在此，每个接触部件（41、42）都机械地与固定部件（31、32）连接，该固定部件用来使得电池单体（2）与端板（58）固定。本发明还涉及一种电池组（50），其包括至少两个相互接触的根据本发明的电池模块（60），其中，一个电池模块（60）的负接触部件（41）与另一电池模块（60）的正接触部件（42）接触。

Description

电池模块和电池组

技术领域

本发明涉及一种电池模块，其包括多个电池单体、两个端板以及用来电接触该电池模块的负接触部件和正接触部件，这些电池单体分别具有负端子和正端子，且设置在所述端板之间。本发明也涉及一种电池组，其包括至少两个相互接触的电池模块。

背景技术

电能可借助于电池予以存储。电池把化学反应能量转变为电能。这里有一次电池和二次电池之分。一次电池只能工作一次，而二次电池能重复地充电，也称为蓄电池。电池在此包括一个或多个电池单体。

在蓄电池中尤其使用所谓的锂离子电池单体。这些电池单体的特征尤其是高的能量密度、热稳定性和非常微小的自动放电。锂离子电池单体尤其可以应用在汽车、特别是电动车辆（电动车EV）、混合动力车辆（混合动力电动车HEV）以及插电式混合动力车辆（插电式混合动力电动车PHEV）中。

在DE 10 2012 217 451 A1中公开了这种类型的电池单体。该电池单体具有例如由金属制成的单体壳体。单体壳体被设计成棱柱形，特别是方形，且耐压地设计。在此，电池单体具有用于电接触的正端子和负端子。

多个电池单体机械地组装成一个电池模块。在此，这些电池单体也彼此电连接。为此，这些电池单体的端子借助于单体连接器相互电连接。

多个电池模块组装成一个电池组，并设置在共同的壳体内。在此，这些电池模块也相互电连接。为此，一个电池模块的分别置于边缘处的电池单体的每一个端子都借助于接触部件与另一电池模块的电池单体的端子电连接。

由文献KR 10-0771223已知一种带有多个电池单体的电池模块，其中，这些电池单体的端子借助可拧紧的单体连接器而连接。这些电池单体借助于环绕的夹紧带而机械地连接。

文献DE 10 2012 222 712 A1披露了一种电池单体，其端子具有结构化的凹槽。为了连接这些端子，设有单体连接器，这些单体连接器形状配合地插入到端子的凹槽中。

由文献JP 2013-41774 A1已知一种带有多个电池模块的电池组，这些电池模块分别具有多个电池单体。为了使得一个电池模块与另一电池模块电接触，设有接触部件，这些接触部件被构造成可弹性变形的插塞触头。

文献US 2012/0156537公开了一种带有多个电池模块的电池组，这些电池模块分别具有多个电池单体。在此，这些电池模块电地且机械地相互连接。

发明内容

提出一种电池模块，其包括多个电池单体、两个端板以及用来电接触该电池模块的负接触部件和正接触部件，这些电池单体分别具有负端子和正端子，且设置在所述端板之间。在此，所述接触部件被设计成插塞触头。

根据本发明，每个接触部件都机械地与固定部件连接，该固定部件用来使得电池单体与端板固定。在此，电池模块优选包括多个用于机械的固定或者用于将电池单体固定在端板之间的固定部件。

根据本发明的一种有利的设计，负接触部件和正接触部件被设计成彼此互补的插塞触头。于是，为了使得电池组中的两个电池模块机械地且电地连接，可以通过插塞使得一个电池模块的负接触部件与另一电池模块的正接触部件机械地且电地连接。

这些接触部件优选沿着成排布置的电池单体在纵向上延伸。从一个端板伸展到另一端板的固定部件也在纵向上沿着电池单体延伸。

负接触部件有利地形成正接触部件的引导件。同样，正接触部件有利地形成负接触部件的引导件。两个相互接触的接触部件由此可彼此相对地在纵向上平移地移动。由此可以在安装时使得两个要相互接触的电池模块彼此相对地在纵向上平移地移动，并由此彼此相对定位或者对齐。

根据本发明的一种有利的改进，负接触部件和正接触部件可在垂直于纵向延伸的方向上相互嵌接。由此可以在安装时使得两个要相互接触的电池模块首先通过插塞而机械地且电地相互连接，然后通过在纵向上彼此相对的平移移动而对齐。

根据本发明的一种有利的设计，端板分别具有连接部件，该连接部件与电池单体的端子电连接。在此，一个端板的连接部件与电池单体的负端子电连接，另一电池单体的连接部件与另一电池单体的正端子电连接。

在此有利地，端板的连接部件与接触部件之一电连接。特别地，正接触部件通过一个端板的连接部件与电池单体的正端子电连接，负接触部件通过另一端板的连接部件与另一电池单体的负端子电连接。

固定部件在此优选与端板机械地连接。由此，电池模块形成了相当稳固的由两个端板、电池单体和固定部件构成的复合体。

本发明也涉及一种电池组，其包括至少两个根据本发明的相互接触的电池模块。在此，一个电池模块的负接触部件与另一电池模块的正接触部件接触。

本发明的电池模块以及本发明的电池组有利地特别是应用在电动车辆（EV）、混合动力车辆（HEV）、插电式混合动力车辆（PHEV）中，应用在固定式电池或海洋用途的电池中。

采用电池模块的根据本发明的设计，可使得多个电池模块相当简单地、电地且机械地相互连接成电池组。为了使得这些电池模块连接，特别是无需相当繁琐的连接技术，比如焊接、键合或拧紧。相比于由现有技术已知的，由此可实现在比较短暂的时间内进而比较成本低廉地安装电池组。此外，如果需要的话，连接成电池组的电池模块也可以相当简单地彼此拆开。

附图说明

将借助附图和后续说明详述本发明的实施方式。其中：

图1为一个单个的电池模块的示意性的局部剖切的立体图；

图2为带有两个接触的电池模块的电池组的示意性的立体图；和

图3为第一和第二固定部件的示意图，它们带有相关接触部件。

具体实施方式

在对本发明的实施方式的后续说明中，相同的或相似的部件标有相同的附图标记，其中，在具体情况下略去对这些部件的重复说明。这些附图仅仅示意性地示出了本发明的主题。

图1所示为一个单个的电池模块60的示意性的局部剖切的立体图。这里在所示附图中对电池模块60的端板58予以剖切，从而能看到设置在端板58内部的连接部件56，该连接部件的功能将在以后介绍。

电池模块60包括多个电池单体2，这些电池单体成排地沿纵向x延伸。在所述排的起始端和末端分别设置有端板58。这些电池单体2因而设置在端板58之间。

为了使得这些电池单体2相互固定，以及与端板58固定，设置了第一固定部件31。在此，该第一固定部件31在纵向x上沿着这排电池单体2从一个端板58延伸至另一个端板58。

为了固定端板58和电池单体2，也可以设置第二固定部件32，其在纵向x上沿着这排电池单体2从一个端板58延伸至另一个端板58。

第一固定部件31和第二固定部件32这两者都在纵向x上延伸，即相互平行地延伸。在此，第一固定部件31和第二固定部件32在横向y上彼此间隔开地布置。

为了机械地固定端板58和电池单体2，还设有第三固定部件33。该第三固定部件33也在纵向x上延伸，因而平行于第一固定部件31和第二固定部件32延伸。第三固定部件33在竖直方向z上相对于第一固定部件31间隔开地布置。

此外设有第四固定部件34，它也在纵向x上延伸，因而平行于第一固定部件31、第二固定部件32和第三固定部件33延伸。第四固定部件34在竖直方向z上相对于第二固定部件32间隔开地布置。同样，第四固定部件34在横向y上相对于第三固定部件33间隔开地布置。

纵向x、横向y和竖直方向z在此分别相互垂直地朝向。

每个电池单体2都具有负端子11和正端子12。这些电池单体2在此经过适当布置，从而一个电池单体2的负端子11位于相邻电池单体2的正端子12的附近。每一电池单体2的负端子11都借助这里未示出的单体连接器与相邻电池单体2的正端子12连接。通过这种方式，电池模块60内部的全部电池单体2产生了串联连接。

在每个端板58中都设有连接部件56。在所示附图中能看到在前端板58中的连接部件56，该前端板相应地被剖切地示出。连接部件56包括正的连接导体16，该连接导体在竖直方向z上从连接部件56向上延伸至端板58的边缘。连接部件56的正的连接导体16与所示附图中前面的电池单体2的正端子12连接。

在所示附图中后面的端板58内也设有连接部件56，该连接部件在所示附图中看不见。后端板58内的连接部件56借助同样看不见的负的连接导体与所示附图中后面的电池单体2的负端子11电连接。

第一固定部件31与负的接触部件41机械地连接。同样，第二固定部件32与正的接触部件42机械地连接。接触部件41、42由导电材料特别是金属制成。

正的接触部件42借助正的接触销钉46与前端板58内的连接部件56连接。同样，负的接触部件41借助在该附图中看不到的负的接触销钉45与后端板58内的连接部件56电连接。

图2所示为电池组50的示意性的立体图，它包括两个相互接触的电池模块60。在此，两个电池模块60在横向y上彼此并排地布置，并且电地以及机械地相互连接。

所示的两个电池模块60按下述方式相互连接：一个电池模块60的第一固定部件31插入到另一电池模块60的第二固定部件32中。此外，通过这种连接方式，一个电池模块60的负的接触部件41与另一电池模块60的正的接触部件42连接。负的接触部件41和正的接触部件42在此被设计成彼此互补的插塞触头。

图3所示为带有相关的负接触部件41的第一固定部件31和带有相关的正接触部件42的第二固定部件32的示意图。在所示附图中，所述的固定部件31、32在竖直方向z上彼此间隔开，接触部件41、42因此尚未相互连接。

如已述，在第一固定部件31上固定着负接触部件41。此外，在第一固定部件31上固定着已提到的负接触销钉45，该负接触销钉用于使得第一固定部件31与后端板58内的连接部件56连接。

在第二固定部件32上固定着已提到的正接触部件42。同样，在第二固定部件32上固定着正接触销钉46，该正接触销钉用于使得第二固定部件32与前端板58内的连接部件56连接。

在此如已述，负接触部件41和正接触部件42被设计成彼此互补的插塞触头。在此，负接触部件41和正接触部件42可在垂直于纵向x的方向上、特别是在竖直方向z上相互嵌接。

负接触部件41经过适当设计，从而它在纵向x上形成正接触部件42的引导件。同样，正接触部件42经过适当设计，从而它在纵向x上形成负接触部件41的引导件。相互连接的接触部件41、42因而在纵向x上可彼此相对平移地移动。

接触部件41、42的所述构造允许在安装电池组50时使得两个要相互接触的电池模块60首先通过接触部件41、42的相互插接而机械地且电地彼此连接。接下来，要相互接触的电池模块60可以通过接触部件41、42的彼此相对的平移移动而在纵向x上对齐。

本发明并不局限于这里介绍的实施例和其中突出的方面。确切地说，在由权利要求书给定的范围内，可以采取多种处于本领域技术人员的能力范围内的变型。

Claims

1.一种电池模块（60），包括多个电池单体（2）、两个端板（58）以及用来电接触该电池模块（60）的负接触部件（41）和正接触部件（42），所述电池单体分别具有负端子（11）和正端子（12），所述电池单体（2）设置在所述端板之间，其中，所述接触部件（41、42）被设计成插塞触头，

其特征在于，

每个接触部件（41、42）都机械地与固定部件（31、32）连接，该固定部件用来使得电池单体（2）与端板（58）固定，

其中，所述负接触部件（41）形成所述正接触部件（42）的引导件，和/或，所述正接触部件（42）形成所述负接触部件（41）的引导件，从而两个相互接触的接触部件（41、42）可彼此相对地在纵向（x）上平移地移动。

2.如权利要求1所述的电池模块（60），其特征在于，负接触部件（41）和正接触部件（42）被设计成彼此互补的插塞触头。

3.如权利要求1或2所述的电池模块（60），其特征在于，所述接触部件（41、42）沿着成排布置的电池单体（2）在纵向（x）上延伸。

4.如权利要求3所述的电池模块（60），其特征在于，负接触部件（41）和正接触部件（42）可在垂直于纵向（x）延伸的方向（y、z）上相互嵌接。

5.如权利要求1或2所述的电池模块（60），其特征在于，所述端板（58）分别具有连接部件（56），该连接部件与电池单体（2）的端子（11、12）电连接。

6.如权利要求5所述的电池模块（60），其特征在于，所述连接部件（56）与所述接触部件（41、42）之一电连接。

7.如权利要求1或2所述的电池模块（60），其特征在于，所述固定部件（31、32）与所述端板（58）机械地连接。

8.一种电池组（50），包括至少两个相互接触的根据权利要求1到7中任一项所述的电池模块（60），其中，一个电池模块（60）的负接触部件（41）与另一电池模块（60）的正接触部件（42）接触。

9.根据权利要求1到7中任一项所述的电池模块（60）和/或根据权利要求8所述的电池组（50）在电动车辆（EV）、混合动力车辆（HEV）、插电式混合动力车辆（PHEV）、固定式电池或海洋应用的电池中的用途。