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单体连接单元及电池模块

文献发布时间:2023-06-19 12:19:35


单体连接单元及电池模块

技术领域

本发明涉及用于电池系统的单体连接单元CCU,尤其涉及用于单体连接单元以改善安装和操纵的模块化构思。本发明进一步涉及具有这样的单体连接单元的电池模块。

背景技术

可再充电电池或二次电池与一次电池的不同之处在于,它可以重复地充电和放电,而一次电池只能提供化学能到电能的不可逆转换。低容量可再充电电池用作诸如蜂窝电话、笔记本和便携式摄像机的电子设备的电源,而高容量可再充电电池用作混合动力车辆等的电源。

通常,可再充电电池包括:电极组件,包括正电极、负电极以及插置在正电极和负电极之间的隔板;容纳电极组件的壳体;以及电连接至该电极组件的电极端子。电解质溶液被注入到壳体中,以使得能够经由正电极、负电极和电解质溶液的电化学反应对电池进行充电和放电。壳体的形状,例如圆柱形或矩形,取决于电池的预期用途。

可再充电电池可以用作由多个串联和/或并联联接从而提供高能量密度(例如,用于混合动力汽车的电机驱动)的单位电池单体形成的电池模块。也就是,电池模块通过根据所需的电量并为了实现高功率的可再充电电池(例如,用于电动汽车)而互连多个单位电池单体的电极端子而形成。

电池模块可以以块设计或模块化设计配置。在块设计中,每个电池单体联接到公共集流器结构和公共电池管理系统。在模块化设计中,多个电池单体被连接以形成子模块,并且数个子模块被连接以形成电池模块。电池管理功能可以在模块级别或子模块级别实现,因此提高部件的互换性。一个或更多个电池模块机械地和电地集成,配备有热管理系统,并设置为与用电器通信,从而形成电池系统。

为了满足连接到电池系统的各种用电器的动态电力需求,对电池电力输出和充电的静态控制是不够的。因此,需要在电池系统与用电器的控制器之间稳定地交换信息。该信息包括电池系统的实际充电状态(SoC)、潜在的电性能、充电能力和内部电阻以及实际或预测的电力需求或用电器的剩余电量。

电池系统通常包括用于处理上述信息的电池管理系统(BMS)和/或电池管理单元(BMU)。BMS/BMU可以经由合适的通信总线(例如SPI或CAN接口)与各种用电器的控制器通信。BMS/BMU可以进一步与每个电池子模块通信,特别是与每个电池子模块的单体监控电路(CSC)通信。CSC可以进一步连接到使电池子模块的电池单体互连的电池子模块的单体连接单元(CCU)。

电池模块的CCU通常被设计为电互连电池子模块的电池单体,特别是电池单体的单体端子。因此,CCU通常包括多个汇流条,每个汇流条将至少一些电池单体的单体端子互连。对于制造商而言,以下是有利的,如果CCU被提供为能够使所有的汇流条优选地以自动或至少半自动的制造方法一次安装到电池模块上的整体结构。根据现有技术,已知提供包括多个汇流条的CCU,所述多个汇流条用塑料材料注塑成型以形成整体单元。备选地,已知将多个汇流条放置在层之间,例如具有对应于单体端子的位置的预定开口的绝缘箔层,并且例如通过热固定地连接所述层。

然而,根据已知的构思,可安装的CCU被不利地提供为实际上整体的单元,其中,汇流条以基本上不可分离的方式彼此连接。因此,限制了CCU对不同电池模块的适应性,并且电池模块的生产复杂且更昂贵。

因此,本发明的目的是克服或减少现有技术的至少一些缺点,并提供用于单体连接单元的解决方案,该解决方案具有增加的可变性并且可用于连接各种电池模块的电池单体。

发明内容

借助于本公开,可以避免或至少减少现有技术的一个或更多个缺点。根据本公开的一方面,提供单体连接单元CCU,用于连接电池模块的多个对准的电池单体。优选地,电池单体是棱柱形电池单体和/或在模块的堆叠方向上对准。本发明的CCU包括多个汇流条,其中每个汇流条配置为连接到至少两个电池单体的单体端子。因此,汇流条优选地是条形的铝汇流条,其适合于将被连接的单体端子的尺寸。汇流条还可以包括弯曲和/或柔性的部分。

本公开的CCU还包括配置为互连CCU的所述多个汇流条的多个载体轨道。因此,载体轨道用作连接到汇流条的CCU的承载结构。本公开的载体轨道优选地被线性成形,并因此被配置为轨道。根据本公开,多个载体轨道中的每个载体轨道配置为机械地连接到多个汇流条并且包括多个接收区域,其中每个接收区域配置为机械地连接到至少一个单独的汇流条。

如下面更详细地描述的,载体轨道优选地包括位于CCU的末端的端子载体轨道和没有位于CCU的末端的插入式载体轨道。CCU的至少一些载体轨道,特别是每个插入式载体轨道,被机械地连接到至少三个汇流条。此外,至少一些载体轨道,特别是每个插入式载体轨道,包括第一接收区域并进一步包括单独的第二接收区域,该第一接收区域配置为连接到至少一个汇流条。第二接收区域配置为连接到两个汇流条并且使这两个汇流条彼此电绝缘。端子载体轨道的设计可以与插入式载体轨道的设计不同,因为端子载体轨道通常必须比插入式载体轨道连接更少的汇流条。

如以上以最一般的方式所描述的,本公开的CCU有利地提供了一种用于构造CCU的模块化系统,该CCU配置为将电池模块的电池单体电互连,同时重量轻并且适合于电池模块的自动或半自动制造。特别地,本公开的CCU可以作为整体被操纵,因此在安装电池模块时不需要操纵单个汇流条。同时,本公开的CCU容易地适合于不同的电池模块设计。

在本公开的优选实施方式中,载体轨道,优选地每个载体轨道(例如,插入式载体轨道和端子载体轨道)在纵向方向上延伸。当电池模块的电池单体在电池模块的堆叠方向上对准时,载体轨道的纵向方向优选地垂直于堆叠方向。至少一些载体轨道,优选地每个(插入式)载体轨道,包括被配置用于容纳汇流条的第一接收区域。在这里,第一接收区域包括沿载体轨道的纵向方向取向的接收空间。换句话说,接收空间在一侧敞开并且该开口面向纵向方向。换句话说,第一接收区域基本上是U形的,第一接收区域的两条腿围住该区域的接收空间。为了在第一接收区域中容纳汇流条,该汇流条因此可以沿着载体轨道的纵向方向滑入接收空间中。接收空间还可以包括用于将汇流条定位和/或闩锁在接收空间中的引导手段和/或闩锁手段。优选地,汇流条的整个宽度由接收空间容纳和/或汇流条不需要与接收空间兼容的特定设计。优选地,由接收空间容纳的汇流条部分是平坦的和/或该部分的厚度对应于接收空间的开口宽度。

根据优选实施方式,其中,载体轨道在纵向方向上延伸,每个(插入式)载体轨道优选地包括第二接收区域。其中,如果载体轨道在纵向方向上延伸,则第一接收区域优选地在载体轨道的一个末端处并且第二接收区域优选地在载体轨道的与第一末端间隔开的第二末端处。第二接收区域包括在第一方向上取向的第一接收孔,其中第一方向垂直于载体轨道的纵向方向。此外,第二接收区域包括第二接收孔,该第二接收孔在与第一方向相反的第二方向上取向。在本公开的上下文中,接收孔的取向是指该接收孔面对的方向,特别是指接收孔的开口面对的方向。该实施方式的第一接收孔与第二接收孔电绝缘。

根据优选实施方式,通过由第一接收孔容纳第一汇流条的至少一部分,第一汇流条可以连接到第二接收区域。其中,第一汇流条的该部分优选地沿第二方向被接收。此外,通过由第二接收孔接收第二汇流条的至少一部分,第二汇流条可以连接到第二接收区域。其中,第二汇流条的该部分优选地沿第一方向被接收。因此,两个汇流条可以在第二接收区域中连接到单个载体轨道。进一步优选的,第一接收孔和第二接收孔可以沿着载体轨道的纵向方向相对于彼此偏移。然而,第一接收孔和第二接收孔也可以设置在第二接收区域的相同纵向截面中,并且仅通过在第一接收孔和第二接收孔之间的载体轨道的分隔壁彼此分开。

进一步优选地,根据本公开的单体连接单元的载体轨道由塑料材料形成,特别是由轻质的塑料材料形成。塑料材料可以包括PP、PE、PI、LDPE、HDPE等中的一种或更多种。此外,塑料材料可以是填充的塑料材料,其中填充物可以包括增强纤维等。与铝汇流条或包括铝的汇流条结合,该实施方式的载体轨道实现了轻质的CCU。载体轨道的材料优选地是电绝缘材料。

尽管重量轻,但是被互连的多个汇流条和载体轨道一起优选地形成刚性结构,该刚性结构使得能够将CCU自动安装到电池模块。进一步优选地,被互连的多个汇流条和载体轨道具有基本平面的形状,该形状可以既不扭曲也不弯曲、对接或拉长。结合CCU的轻质材料,CCU的操纵被改善。

在一特别优选的实施方式中,第二接收区域的第一接收孔和第二接收孔中的每个包括引导手段,该引导手段配置为便于容纳汇流条,特别是如下所述的汇流条的连接部分。引导手段优选地被配置成仅在汇流条的单个构造(例如取向)中允许将汇流条的一部分插入到相应的接收孔中。进一步优选地,第二接收区域的第一接收孔和第二接收孔中的每个包括闩锁手段,该闩锁手段被配置用于闩锁汇流条的被容纳部分,特别是被配置用于闩锁汇流条的被容纳的连接部分。其中,第一接收孔和第二接收孔的引导手段优选地配置作为与形成在汇流条的连接部分中的引导元件的装配对应件。进一步优选地,闩锁手段包括被配置用于保持连接部分的对应件的柔性运动的和/或弹性的元件。

优选地,本公开的单体连接单元包括两个端子汇流条,该两个端子汇流条配置为连接到多个n个电池单体的单体端子,其中n是整数。其中,通过端子汇流条连接的至少一个电池单体是电池模块的端子电池单体,即,电池模块的仅在一侧上的电池单体。此外,单体连接单元的多个汇流条中的其余汇流条是插入式汇流条,其配置为连接到2*n个电池单体的单体端子,即,与端子汇流条相比,连接到两倍数量的电池单体。进一步优选地,插入式汇流条具有线性延伸部,该线性延伸部基本上是端子汇流条的线性延伸部的两倍。插入式汇流条的形状可以进一步不同于例如用于提供可接触的模块端子的端子汇流条的形状。进一步优选地,本公开的CCU的多个载体轨道包括两个端子载体轨道,其余的载体轨道是CCU的插入式载体轨道。

进一步优选地,多个载体轨道包括形成CCU的末端的两个端子载体轨道,并且其中其余的载体轨道是插入式载体轨道。端子载体轨道优选地包括两个第三接收区域,每个第三接收区域位于端子载体轨道的末端。进一步优选地,每个第三接收区域包括第三接收孔,该第三接收孔被配置用于在其中容纳汇流条的一部分,特别是被配置用于在其中容纳汇流条的连接部分。第三接收孔优选地都面向CCU的插入式载体轨道。

进一步优选地,每个汇流条包括从其第一短边突出的第一连接部分,并且还包括从其第二短边突出的第二连接部分,其中第二短边与第一短边相对。汇流条的这些第一连接部分和第二连接部分被配置成插入到载体轨道的接收孔中。特别优选地,汇流条的连接部分包括与上述接收孔的引导手段和闩锁手段相对应的引导和闩锁元件。特别地,CCU的端子汇流条均包括:第一连接部分,其连接到端子载体轨道的第三接收孔;以及第二连接部分,其连接到插入式载体轨道的第二接收区域(即,第一或第二接收孔)。此外,连接到端子载体轨道的两个插入式汇流条包括:第一连接部分,其连接到端子载体轨道的第三接收孔;以及第二连接部分,其连接到插入式载体轨道的第二接收区域(即,第一或第二接收孔)。其余的插入式汇流条包括:第一连接部分,其连接到插入式载体轨道的第一接收孔;和第二连接部分,其连接到另一插入式载体轨道的第二接收孔。

进一步优选地,插入式汇流条的中间部分被配置成插入到第一接收区域的接收空间中。换句话说,每个插入式汇流条通过其端子连接部分连接到两个接收孔,并且进一步通过其中间部分连接到另一插入式载体轨道的接收空间。因此,每个插入式汇流条连接到总共三个载体轨道,而端子汇流条仅连接到两个载体轨道。由于插入式汇流条具有是端子汇流条的长度的两倍的长度,所以将它们连接到三个载体轨道有利地提供机械稳定的CCU,而对于较短的端子汇流条来说,连接到两个载体轨道就足够了。

在本公开的单体连接单元的进一步优选的实施方式中,至少一些载体轨道包括用于附接模块盖的手段。其中,用于附接模块盖(即,电池模块的盖)的手段优选地包括在电池模块的电池单体的单体盖的法线方向上突出的第一销,并且模块盖包括用于接收那些第一销的对应开口。进一步优选地,至少一些载体轨道包括用于附接温度传感器的手段,其中温度传感器优选地配置为检测电池模块的一些电池单体的温度。其中,用于连接温度传感器的手段优选地包括突起,该突起从载体轨道延伸并提供用于温度传感器的落着空间。进一步优选地,至少一些载体轨道包括用于夹持电缆的手段。其中,用于夹持电缆的手段优选地包括与载体轨道整体地形成的电缆夹持手段。进一步优选地,两个端子载体轨道还包括用于附接到电池模块的外壳部件的手段。其中,外壳部件优选地是形成电池模块的侧壁的外壳轮廓。此外,用于连接到那些外壳部件的手段优选地包括第二销,该第二销在与模块的电池单体的单体盖的法线方向相反的方向上突出,并且外壳部件包括用于容纳那些第二销的对应开口。

本公开的另一方面涉及如上所述的根据本公开的具有单体连接单元CCU的电池模块。其中,电池模块包括在电池模块的堆叠方向上对准的多个电池单体。优选地,如上所述,堆叠方向垂直于CCU的纵向方向。此外,电池模块的每个电池单体包括具有第一(例如,正极)端子和具有第二(例如,负极)端子的单体盖。

本公开的电池模块还包括多个汇流条。其中,汇流条包括两个端子汇流条,每个端子汇流条连接到n个端子电池单体的单体端子,所述n个端子电池单体之一是电池模块的端子电池单体。此外,多个汇流条中的其余汇流条是插入式汇流条,其分别连接到2*n个插入式电池单体的单体端子。其中,两个插入式汇流条均连接到一个端子电池单体,而其所连接的其余的电池单体是插入式电池单体。本公开的电池模块还包括多个载体轨道,其中两个是端子载体轨道,其余的载体轨道是插入式载体轨道。其中,每个端子载体轨道连接到一个端子汇流条和一个插入式汇流条。

此外,本公开的电池模块的每个插入式载体轨道包括第一接收区域,该第一接收区域连接到第一插入式汇流条的中间部分,如以上关于本公开的CCU所述。此外,每个插入式载体轨道包括单独的第二接收区域,该第二接收区域具有与第二插入式汇流条的连接部分连接的第一接收孔,并且还具有与第一接收孔相反并与其绝缘的第二接收孔。此外,根据第二接收孔在CCU中的位置,第二接收孔连接到第三插入式汇流条的连接部分或端子汇流条的连接部分。

本公开的电池模块还包括具有多个第一连接开口的模块盖。根据该实施方式,第一连接销在电池模块的电池单体的单体盖的法线方向上从载体轨道突出。第一连接销插入到模块盖的第一连接开口中以在CCU和模块盖之间形成机械连接。优选地,销包括用于被闩锁在开口内的闩锁手段。

本公开的电池模块进一步优选地包括两个第一外壳轮廓,每个第一外壳轮廓在堆叠方向上沿着对准的电池单体的侧面延伸。电池模块进一步优选地包括两个第二外壳轮廓,每个第二外壳轮廓沿着对准的电池单体中的端子电池单体在垂直于堆叠方向的方向上延伸。换句话说,第一外壳轮廓和第二外壳轮廓共同形成外壳框架,该外壳框架沿周向围绕电池模块。电池模块还可以包括基板,并且基板、外壳框架和模块盖的组合形成了完全围绕电池模块的电池模块外壳。根据该实施方式,优选地,第二连接销在与单体盖的法线方向相反的方向上从载体轨道突出,特别优选地从端子载体轨道突出。进一步优选地,第一和/或第二外壳轮廓包括第二连接开口,并且第二连接销插入到第二连接开口中以在CCU和外壳框架之间形成机械连接。优选地,第二销还包括用于被闩锁在开口中的闩锁手段。

在从属权利要求、附图及其下面的描述中公开了本发明的其它方面。

附图说明

通过参考附图详细描述示例性实施方式,特征对于本领域普通技术人员将变得明显,在附图中:

图1示意性地示出根据一实施方式的单体连接单元CCU;

图2示意性地示出根据一实施方式的电池模块;

图3示意性地示出图2的电池模块的分解图;

图4示意性地示出根据另一实施方式的电池模块;

图5示意性地示出一实施方式的载体轨道的第二接收区域;

图6示意性地示出图5的第二接收区域的俯视图;

图7示意性地示出图5的第二接收区域的侧视图;

图8示意性地示出根据一实施方式的电池模块的盖;

图9示意性地示出根据一实施方式的载体轨道的细节;

图10示意性地示出根据一实施方式的电池模块的外壳;

图11示意性地示出图10的电池模块的外壳。

具体实施方式

现在将详细参考实施方式,其示例在附图中示出。将参考附图描述示例性实施方式的效果和特征及其实施方法。在附图中,相同的附图标记表示相同的元件,并且多余的描述被省略。然而,本发明可以以各种不同的形式实施,而不应被解释为仅限于在这里示出的实施方式。更确切地,这些实施方式作为示例被提供以使得本公开将是透彻和完整的,并将向本领域技术人员充分传达本发明的各方面和特征。对于本领域普通技术人员完全理解本发明的方面和特征而言被认为不必要的工艺、元件和技术可能没有被描述。在附图中,为了清楚起见,可能夸大了元件、层和区域的相对尺寸。

当在此使用时,术语“和/或”包括一个或更多个相关联的所列项目的任何和所有组合。此外,当描述本发明的实施方式时,“可以”的使用是指“本发明的一个或更多个实施方式”。在本发明的实施方式的以下描述中,单数形式的术语可以包括复数形式,除非上下文另外明确指示,当在此使用时,术语“和/或”包括一个或更多个相关联的所列项目的任何和所有组合。诸如“……中的至少一个”的表述,当在一列元件之前时,修饰整列元件,而不修饰该列中的单个元件。

将理解,尽管术语“第一”和“第二”被用来描述各种元件,但是这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一元件。例如,在不脱离本发明的范围的情况下,第一元件可以被称为第二元件,类似地,第二元件可以被称为第一元件。当在此使用时,术语“基本上”、“约”和类似术语被用作近似术语而不是用作程度术语,并且旨在说明所测量或所计算的值中的固有偏差,这些偏差将被本领域普通技术人员认识到。此外,如果术语“基本上”与可使用数值表示的特征结合地使用,则术语“基本上”表示以该值为中心的值的+/-5%的范围。

图1示意性地示出根据本公开的一实施方式的单体连接单元50CCU。CCU 50包括通过多个载体轨道30互连以形成刚性结构的多个汇流条20。汇流条20包括两个端子汇流条21和四个插入式汇流条22。端子汇流条21的纵向延伸部是插入式汇流条22的纵向延伸部的一半,并且被进一步配置为形成模块端子,即,形成为在外部被接触。载体轨道30包括设置在CCU50的末端的两个端子载体轨道36以及四个插入式载体轨道37(其余四个载体轨道30)。载体轨道30由塑料材料形成。每个插入式载体轨道37包括在第一末端处的第一接收区域31和在相对的第二末端处的第二接收区域32。每个端子载体轨道36包括两个第三接收区域38,在端子载体轨道36的每个末端处一个。

在两个第三接收区域38的每个中,设置第三接收孔39,并且端子汇流条21的连接部分被容纳在一个第三接收孔39中,并且插入式汇流条22的连接部分被接收在另一个第三接收孔39中。插入式载体轨道37的每个第一接收区域31包括接收空间33,并且插入式汇流条22的中间部分27被接收在接收空间33中。此外,插入式载体轨道37的每个第二接收区域32包括第一接收孔34和第二接收孔35,其在图5至图7中更详细地示出。

第一接收孔34是面向与载体轨道30的纵向方向垂直的方向的开口,第二接收孔35是面向与第一接收孔34相反的方向的开口。第一连接部分(或突出的连接部分)23.1从插入式汇流条22的第二短边24.2突出,并插入到第一接收孔34中。第二连接部分(或另一突出的连接部分)23.2从另一插入式汇流条22的第一短边24.1突出,并插入到第二接收孔35中。每个插入式汇流条22包括具有另一突出的连接部分23.2的第一短边24.1和具有突出的连接部分23.1的相反的第二短边24.2(参见图5)。其中,第一接收孔34和第二接收孔35中的每个包括引导手段45和闩锁手段46。其中,引导手段45形成为两个线性延伸的突起,所述两个线性延伸的突起被装配到连接部分23.1、23.2中的对应凹部。其中,连接部分23.1、23.2和引导手段45的对应形状确保了插入式汇流条22可以仅以预定取向被插入到接收孔34、35中。此外,闩锁手段46形成为弹性手段,其可以通过连接部分23.1、23.2的合适成形的闩锁元件被向侧面推并且被配置成用那些元件形成凹口。因此,一旦将那些连接部分23.1、23.2插入到接收孔34、35中(参考图6),连接部分23.1、23.2就不能通过拉而被轻易地移除。尽管未在图中示出,但是端子载体轨道36的第三接收区域38的第三接收孔39包括类似的引导手段和闩锁手段。接收空间33在图9中被最佳地示出,并且由U形状形成,其开口宽度对应于插入式汇流条22的中间部分27的宽度,并且开口深度(即,纵向延伸)对应于插入式汇流条22的宽度。

CCU 50的至少一些载体轨道30,特别是每个插入式载体轨道37,机械地连接到至少三个汇流条。在每个插入式载体轨道37中,第一接收区域31连接到至少一个汇流条,第二接收区域32连接到两个汇流条并使这两个汇流条彼此电绝缘。端子载体轨道36的设计可以与插入式载体轨道37的设计不同,因为端子载体轨道36通常必须比插入式载体轨道37连接更少的汇流条。

图2示意性地示出根据一实施方式的电池模块70的透视图,图3示意性地示出根据一实施方式的包括CCU 50的图2的电池模块70的分解图。电池模块70还包括在电池模块70的堆叠方向Y上对准的多个电池单体10,其中,堆叠方向Y垂直于载体轨道30的纵向方向X。电池单体10包括端子电池单体14和堆叠在端子电池单体14之间的插入式电池单体15。每个电池单体10包括单体盖13,其中第一(例如正)单体端子11和第二(例如负)单体端子12布置在在该单体盖13上。电池模块50包括总共十二个以4p3s配置布置的电池单体10,即,四个电池单体10并联电连接并且三组电池单体10串联电连接。

根据一实施方式的CCU 50连接到对准的电池单体10,其中,CCU 50不同于如图1所示的CCU 50。特别地,图2的CCU 50包括两个端子载体轨道36和两个插入式载体轨道37,并且还包括两个端子汇流条21和两个插入式汇流条22,其中这两个插入式汇流条22彼此相对地设置且在其间具有预定的距离。预定距离优选对应于一个电池单体10的正单体端子11与负单体端子12之间的距离。CCU 50连接到对准的电池单体10,使得每个端子汇流条21和每个插入式汇流条22分别连接到一个端子电池单体14。端子汇流条21进一步连接至三个插入式电池单体15,并且插入式汇流条22进一步连接到七个插入式电池单体15。此外,每个插入式汇流条22连接到一个端子载体轨道36和两个插入式载体轨道37。除这些差异之外,图2、图3的CCU 50与图1中所示且如以上描述的CCU 50类似。

电池模块70还包括模块盖73,该模块盖73位于CCU 50的顶部,使得CCU 50位于电池单体10和模块盖73之间。模块盖73由绝缘塑料材料制成,以使汇流条20与环境电绝缘,并且被进一步配置为保护电池模块70不受外部影响。模块盖73包括多个第一连接开口74,该多个第一连接开口74连接到在下方在电池单体10的单体盖13的法线方向上从载体轨道30突出的第一连接销41(参考图8至图11)。模块盖73进一步包括第三连接开口76,第三连接开口76位于端子汇流条21上方,以便允许在外部接触端子汇流条21。

图4示意性地示出根据另一实施方式的电池模块70。电池模块70包括以4p5s配置布置的总共20个电池单体10,即,四个电池单体10并联连接并且五组电池单体10串联连接。对准的电池单体10再次包括两个端子电池单体14,而其余的电池单体10被称为插入式电池单体15。单个电池单体10与关于图2和图3描述的电池单体10相同。如上面关于图1所描述的,对准的电池单体10连接到图1的CCU 50。其中,CCU 50连接到对准的电池单体10,使得每个端子电池单体14分别连接到端子汇流条21和插入式汇流条22。端子汇流条21进一步连接到三个插入式电池单体15,并且连接到端子电池单体14的插入式汇流条22进一步连接到七个插入式电池单体15。此外,连接到端子电池单体14的两个插入式汇流条22分别连接到一个端子载体轨道36和两个插入式载体轨道37。另外两个插入式汇流条22均连接到三个插入式载体轨道37,而不连接到端子载体轨道36。图4的电池模块70还包括模块盖,该模块盖经由CCU 50的连接销和模块盖的连接开口连接到CCU 50。

图5至图7更详细地示出了如以上已经描述的实施方式的插入式载体轨道37的第二接收区域32。图5至图7特别显示了第一接收孔34和第二接收孔35的构造,第一接收孔34和第二接收孔35每个具有引导手段45和闩锁手段46。图5至图7进一步示出了插入式汇流条22的连接部分23.1、23.2的构造,即,具有相应的引导元件和闩锁元件。图5和图7显示了第二接收区域32的透视图,图6显示了第二接收区域32的俯视图。端子汇流条21的连接部分与插入式汇流条22的连接部分23.1、23.2类似地配置,并且端子载体轨道36的第三接收孔39与第一接收孔34和第二接收孔35类似地配置。

图8至图11示意性地示出根据一实施方式的电池模块70的各种细节。其中,图8示出了根据一实施方式的电池模块70的模块盖73的详细视图。其中,模块盖73包括第一连接开口74,每个第一连接开口74接收用于将模块盖73固定至CCU 50的第一连接销41。图8进一步详细显示了第三连接开口76,该第三连接开口76暴露端子汇流条21的一部分,以便提供可在外部被接触的模块端子。图9示意性地示出了如图8中那样的电池模块70类似的详细视图,但是没有模块盖73,并且具有沿着堆叠的电池单体10(特别是沿着堆叠的电池单体10的窄侧表面)在堆叠方向上延伸的附加的第一外壳轮廓71。

此外,图9显示了插入式载体轨道37的细节。图9示出了插入式载体轨道37的具有U形接收空间33的第一接收区域31和插入式载体轨道37的具有接收孔34、35的第二接收区域32。图9进一步显示了插入式汇流条22的整个中间部分27被插入到第一接收区域31的接收空间33中并且连接部分23.1、23.2被插入到第二接收区域32的接收孔34、35中。图9进一步更详细地显示了第一连接销41,该第一连接销41从插入式载体轨道37向上突出,用于将模块盖73机械地固定至电池模块70。另外显示了温度传感器附接手段43,该温度传感器附接手段43从插入式载体轨道37之一侧向突出并且配置为在顶部接收温度传感器。温度传感器附接手段43进一步包括用于将温度传感器固定到温度传感器附接手段43的夹持元件。图9还显示了电缆附接手段44,特别是电缆夹,其从所有插入式载体轨道37向上突出并且与插入式载体轨道37整体地形成。

图10和图11示出了根据一实施方式的电池模块70的外壳700的进一步细节。其中,外壳700包括第一外壳轮廓71,每个第一外壳轮廓71沿着堆叠且对准的电池单体10(即,沿着电池单体10的窄边)在堆叠方向上延伸。此外,外壳700包括第二外壳轮廓72,第二外壳轮廓72在与电池单体10的堆叠方向垂直的方向上(即,平行于载体轨道30的纵向方向上)延伸。第一外壳轮廓71和第二外壳轮廓72具有与电池单体10相同的高度或甚至更高,优选地,第一外壳轮廓71和第二外壳轮廓72是中空的铝型材。第一外壳轮廓71和第二外壳轮廓72可以经由各自的连接手段(例如,榫眼接头等)彼此连接,或者可以被焊接到彼此。此外,至少第二外壳轮廓72包括在其顶表面中的第二连接开口75。这些第二连接开口75配置为接收第二连接销42,该第二连接销42从端子载体轨道37向下突出,即,在与电池单体10的单体盖13的法线方向相反的方向上突出。第二连接销42和第二连接开口75的连接将CCU 50机械地连接到外壳700的外壳轮廓71、72。

附图标记

10 电池单体

11 第一单体端子

12 第二单体端子

13 单体盖

14 端子电池单体

15 插入式电池单体

20 汇流条

21 端子汇流条

22 插入式汇流条

23.1 第一连接部分

23.2 第二连接部分

24.1 第一短边

24.2 第二短边

27 中间部分

30 载体轨道

31 第一接收区域

32 第二接收区域

33 接收空间

34 第一接收孔

35 第二接收孔

36 端子载体轨道

37 插入式载体轨道

38 第三接收区域

39 第三接收孔

41 第一连接销

42 第二连接销

43 温度传感器附接手段

44 电缆附接手段

45 引导手段

46 闩锁手段

50 单体连接单元

70 电池模块

71 第一外壳轮廓

72 第二外壳轮廓

73 模块盖

74 第一连接开口

75 第二连接开口

76 第三连接开口

相关技术
  • 单体连接单元及电池模块
  • 电芯连接单元以及包括该电芯连接单元的电池模块
技术分类

06120113252947