包括多个电池模块的电池组制造技术

电池组（100），其具有多个电池模块（10、11、12、13、14），该电池组包括间隔物（20），该间隔物被布置在电池模块（10、11、12、13、14）之间。间隔物（20）包括由第一导热材料组成的第一冷却元件（30），该第一冷却元件与第一个电池模块（10）面对面接触，以及由第二导热材料组成的第二冷却元件（32），该第二冷却元件与第二个电池模块（11）面对面接触。此外，所述间隔物包括在冷却元件（30、32）之间的中间空间（40），该中间空间至少部分地填充有隔热材料。隔热材料具有比所述第一导热材料和比第二导热材料更低的热导率，使得第一个电池模块（10）的发热不会导致第二电池模块（11）的发热，或者仅在具有延迟的情况下导致第二电池模块（11）的发热。

Battery pack with multiple battery modules

【技术实现步骤摘要】
包括多个电池模块的电池组下面描述的专利技术涉及一种具有多个电池模块的电池组。在所描述的专利技术的上下文中，意图非常宽泛地解释术语“电池组”，特别地将其解释为可以彼此热影响的多个电池模块的布置。电池组可以包括其中电池模块被以组装件的形式布置在其中的壳或壳体，但是并不必须包括壳或壳体。包括多个电池模块的该种类的电池组既可以用在固定系统（例如，DE102012209744A1中描述的电池柜）中，并且也可以用在移动系统中，例如作为机动车辆电池的组成部分。在这里，电池模块可以是单个电化学单元（单个单元），或包括两个或更多个该种类的单元的其他组装件。该单个单元进而可以在该种类的组装件内通过并联和/或串联互连而彼此连接。原则上，目的是将电池组设计得尽可能紧凑，也就是说在尽可能小的区域中布置尽可能多的电池模块。由于电池模块即使在正常操作期间也已经展现出相当大的热量输出，因此通常必须使电池组冷却。当电池模块进入不正常（irregular）状态（例如，由于过度充电或机械损坏）时，它可以变得非常热。如果电池模块是电池组的组成部分，则这必然导致热量传递到邻近的电池模块，这些电池模块可能同样地由于发热而被转换到不正常状态中。该效应被称为术语“传播（propagation）”。现有技术公开了用于电池组的间隔物，该间隔物将单个电池模块彼此物理地分离。例如，US2016/0172642A1公开了一种三角形设计的间隔物，其布置在包括三个圆柱形电池模块的单元组之间。该间隔物由电绝缘材料组成，该电绝缘材料可能地也可以抵消传播。然而，由于该间隔物完全地填充了三个圆柱形电池模块之间的中间空间，因此它也阻碍了可能的对流并且从而阻碍了电池模块的冷却。EP2615661A1公开了一种具有矩形框架的间隔物，其中布置了用于电池模块的接收部分。该间隔物优选地由塑料制造，并且因此同样地看似抵消了可能的传播。电池模块的冷却可以通过间隔物中的通道来实行，如果需要的话，用于检测电池模块的温度的传感器也有可能被布置在所述通道中。由塑料组成的另外的间隔物从EP2375471A2中是已知的。这里还描述了间隔物与温度传感器的组合使用。本专利技术基于下述目的：提供一种包括与现有技术相比经改进的间隔物的电池组。本专利技术提出了一种具有权利要求1的特征的电池组以用于实现该目的。本专利技术的开发是从属权利要求的主题。与该一般类型的所有电池组相似，根据本专利技术的电池组具有多个电池模块。然而，与该一般类型的所述电池组形成对照，根据本专利技术的电池组由以下特征的组合来区分：•它包括被布置在电池模块之间的间隔物。•间隔物包括由第一导热材料组成的第一冷却元件，该第一冷却元件与第一个电池模块面对面接触。•间隔物包括由第二导热材料组成的第二冷却元件，该第二冷却元件与第二个电池模块面对面接触。•间隔物包括在冷却元件之间的中间空间，该中间空间至少部分地被填充有隔热材料。•隔热材料具有比第一和第二导热材料更低的热导率，使得第一电池模块的发热不会导致第二电池模块的发热，或者仅在具有延迟的情况下导致第二电池模块的发热。根据本专利技术的电池组的间隔物具有优于从现有技术中已知的间隔物的主要优势。冷却元件确保与它们面对面接触的电池模块可以被冷却。在这里，面对面接触意图被理解成意指直接接触，该直接接触在二维接触区域上、在冷却元件与电池模块之间延伸。这优选地通过下述表面来实现：借助于该表面，在几何上彼此匹配的冷却元件和电池模块彼此直接接触。同时布置在中间空间中的隔热材料确保了在没有从一个电池模块到下一个电池模块的障碍物的情况下，热量不能被传递。因此，间隔物抵消了开始所提到的传播。在最简单的情况下，电池组可以包括仅包括第一和第二冷却元件的间隔物。例如，冷却元件可以均包括分层区域，在这些区域之间，在该情况下同样分层的中间空间在冷却元件之间形成，该中间空间至少部分地填充有隔热材料。然后，这些区域优选地布置在两个电池模块之间，其中每个区域与电池模块之一面对面接触。在该方面中的具体应用将是：例如，如果电池组被设计为包括分层设计的两个或更多个单个单元的堆叠，其中堆叠的单元在每个情况下由间隔物彼此分离。然而，本专利技术不限于仅包括第一和第二冷却元件的实施例。特定的优选被给予具有两到五个冷却元件的实施例，特别是具有三个或四个冷却元件的实施例，非常特别优选地具有三个冷却元件的实施例，该三个冷却元件均与电池组的电池模块面对面接触。因此，在准确地具有三个冷却元件的第一个特别优选的实施例中，电池组具有下述附加特征：•间隔物包括由第三导热材料组成的第三冷却元件，该第三冷却元件与第三个电池模块面对面接触，•间隔物包括在该三个冷却元件之间的中间空间，该中间空间至少部分地填充有隔热材料，以及•隔热材料具有比第三导热材料更低的热导率，使得第三电池模块的发热不会导致第一和/或第二电池模块的发热，或者仅在具有延迟的情况下导致第一和/或第二电池模块的发热。在准确地具有四个冷却元件的第二个特别优选的实施例中，电池组具有下述附加特征：•间隔物包括：由第三导热材料组成的第三冷却元件，该第三冷却元件与第三个电池模块面对面接触，以及由第四导热材料组成的第四冷却元件，该第四冷却元件与第四个电池模块面对面接触，•间隔物包括在该四个冷却元件之间的中间空间，该中间空间至少部分地填充有隔热材料，以及•隔热材料具有比第三和第四导热材料更低的热导率，使得第三电池模块的发热不会导致第一和/或第二和/或第四电池模块的发热，或者仅在具有延迟的情况下导致第一和/或第二和/或第四电池模块的发热，并且第四电池模块的发热不会导致第一和/或第二和/或第三电池模块的发热，或者仅在具有延迟的情况下导致第一和/或第二和/或第三电池模块的发热。间隔物用来在电池组的电池模块之间创建物理距离。所述间隔物特别优选地具有对称的设计，特别是旋转对称的设计。在具有三个或更多个冷却元件的实施例中，优选地以下述这样的方式来设计间隔物：与冷却元件接触的所有电池模块具有相同的取向并且处于与彼此相同的距离处。间隔物可以作为单独的部件而存在，该单独的部件被插入电池组的电池模块之间以用于提供根据本专利技术的电池组。然而，所述间隔物还可以是其中布置电池组的装置的组成部分，例如电池柜的壳体。在第一个优选的变型中，电池组具有下述特征中的至少一个：•第一和第二导热材料是相同的，•第一和第二和第三导热材料是相同的，或•第一和第二和第三和第四导热材料是相同的，以及还有下述特征中的至少一个另外的一个（优选地，所有下述特征）：•隔热材料是塑料或基于塑料的材料，•隔热材料被以支撑元件的形式布置在中间空间中，第一和第二冷却元件以及还可能地第三和/或第四冷却元件固定到该支撑元件，冷却元件借助于由第五材料组成的至少一个连接元件而彼此连接，以及•第五材料与第一和第二导热材料相同，还可能地与第三和/或第四导热材料相同。在第二个优选的变型中，电池组具有下述特征中的至少一个：•第一和第二导热材料是相同的，•第一和第二和第三导热材料是相同的，或•第一和第二和第三和第四导热材料是相同的，以及还有下述特征中的至少一个另外的一个（优选地，所有下述特征）：•隔热材料是空气，•冷却元件借助于由第五材料组成的至少一个连接元件而彼此连接，以及•第五材料与第一和第二导热材料相同，还可能地与第三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电池组（100），其具有多个电池模块（10、11、12、13、14），所述电池组具有下述特征：a. 它包括间隔物（20），所述间隔物被布置在所述电池模块（10、11、12、13、14）之间，以及b. 所述间隔物（20）包括由第一导热材料组成的第一冷却元件（30），所述第一冷却元件与第一个电池模块（10）面对面接触，以及c. 所述间隔物包括由第二导热材料组成的第二冷却元件（32），所述第二冷却元件与第二个电池模块（11）面对面接触，以及d. 所述间隔物（20）包括在所述冷却元件（30、32）之间的中间空间（40），所述中间空间至少部分地填充有隔热材料，以及e. 所述隔热材料具有比所述第一和第二导热材料更低的热导率，使得所述第一电池模块（10）的发热不会导致所述第二电池模块（11）的发热，或者仅在具有延迟的情况下导致所述第二电池模块（11）的发热。

【技术特征摘要】
2018.03.05 EP 18159880.61.电池组（100），其具有多个电池模块（10、11、12、13、14），所述电池组具有下述特征：a.它包括间隔物（20），所述间隔物被布置在所述电池模块（10、11、12、13、14）之间，以及b.所述间隔物（20）包括由第一导热材料组成的第一冷却元件（30），所述第一冷却元件与第一个电池模块（10）面对面接触，以及c.所述间隔物包括由第二导热材料组成的第二冷却元件（32），所述第二冷却元件与第二个电池模块（11）面对面接触，以及d.所述间隔物（20）包括在所述冷却元件（30、32）之间的中间空间（40），所述中间空间至少部分地填充有隔热材料，以及e.所述隔热材料具有比所述第一和第二导热材料更低的热导率，使得所述第一电池模块（10）的发热不会导致所述第二电池模块（11）的发热，或者仅在具有延迟的情况下导致所述第二电池模块（11）的发热。2.根据权利要求1所述的电池组（100），其具有下述附加特征：a.所述间隔物（20）包括由第三导热材料组成的第三冷却元件（34），所述第三冷却元件与第三个电池模块（13）面对面接触，b.所述间隔物（20）包括在所述三个冷却元件（30、32、34）之间的中间空间（40），所述中间空间至少部分地填充有所述隔热材料，以及c.所述隔热材料具有比所述第三导热材料更低的热导率，使得所述第三电池模块（13）的发热不会导致所述第一和/或第二电池模块（10、11）的发热，或者仅在具有延迟的情况下导致所述第一和/或第二电池模块（10、11）的发热。3.根据权利要求1所述的电池组，其具有下述附加特征：a.所述间隔物包括由第三导热材料组成的第三冷却元件，所述第三冷却元件与第三个电池模块面对面接触，以及由第四导热材料组成的第四冷却元件，所述第四冷却元件与第四个电池模块面对面接触，b.所述间隔物包括在所述四个冷却元件之间的中间空间，所述中间空间至少部分地填充有所述隔热材料，并且c.所述隔热材料具有比所述第三和第四导热材料更低的热导率，使得所述第三电池模块的发热不会导致所述第一和/或第二和/或第四电池模块的发热，或者仅在具有延迟的情况下导致所述第一和/或第二和/或第四电池模块的发热，并且所述第四电池模块的发热不会导致所述第一和/或第二和/或第三电池模块的发热，或者仅在具有延迟的情况下导致所述第一和/或第二和/或第三电池模块的发热。4.根据权利要求1至3之一所述的电池组（100），其具有下述附加特征中的至少一个：a.所述第一和第二导热材料是相同的，b.所述第一和第二和第三导热材料是相同的，c.所述第一和第二和第三和第四导热材料是相同的，d.所述隔热材料是塑料或基于塑料的材料，e.所述隔热材料被以支撑元件（44）的形式布置在所述中间空间中，所述第一和第二冷却元件（30、32）以及还可能地所述第三冷却元件（34）和/或所述第四冷却元件固定到所述支撑元件，f.所述冷却元件（30、32、34）借助于由第五材料组成的至少一个连接元件（21）而彼此连接，g.所述第五材料与所述第一和第二导热材料相同，还可能地与所述第三和/或第四导热材料相同。5.根据权利要求1至3之一所述的电池组，其具有下述附加特征中的至少一个：a.所述第一和第二导热材料是相同的，b.所述第一和第二和第三导热材料是相同的，c.所述第一和第二和第三和第四导热材料是相同的，c.所述隔热材料是空气，e.所述冷却元件借助于由第五材料组成的至少一个连接元件而彼此连接，f.所述第五材料与所述第一和第二导热材料相同，还可能地与所述第三和/或第四导热材料相同。6.根据前述权利要求之一所述的电池组（100），其具有下述附加特征中的至少一个：a.所述第一和/或第二和/或第三和/或第四导热材料和/或第五材料具有超过所述隔热材料的热导率至少10倍的热导率，b.所述第一和/或第二和/或第三和/或第四导热材料和/或第五材料是金属或金属合金，c.所述第一和/或第二和/或第三和/或第四导热材料和/或第五材料是填充有具有热导率≥10W/（m*K）的固体的塑料。7.根据前述权利要求之一所述的电池组（100），其具有下述附加特征中的至少一个：a.所述电池模块（10、11、12、13、14）具有细长的设计，并且在两个纵向端部之间均具有主延伸轴，b.所述第一和第二电池模块（10、11）以及还可能地所述第三电池模块（13）和/或所述第四电池模块的主延伸轴关于彼此平行地延伸，c.所述间隔物（20）被设计为细长形的主体，并且在两个纵向端部之间具有主延伸轴，所述主延伸轴关于所述第一和第二电池模块（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：S哈尔德，D克洛斯，
申请(专利权)人：瓦尔达微电池有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE