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用于机动车辆的电池子模块制造技术

技术编号:42071901 阅读:23 留言:0更新日期:2024-07-19 16:53
本发明专利技术涉及一种用于机动车辆的电池子模块(11),其包括承载框架(33)和两个呈袋形式的电池单元,每个电池单元包括两个电极(37、38;39、40),每个电极(37、38;39、40)突出到承载框架(33)外,第一电池单元的第一电极(37)在承载框架(33)外,面对第二电池单元的第一电极(39)并通过焊接连接而连接到第一电极(39),第一电池单元的第二电极(38)在承载框架(33)外,面对第二电池单元的第二电极(40)并通过焊接连接而连接到第二电极(40)。本发明专利技术还涉及一种用于机动车辆的电池模块,其包括多个前述类型的电池子模块。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及一种用于机动车辆的电池子模块、包括所述电池子模块的电池模块、包括所述电池模块的电池组、包括所述电池组的机动车辆、所述电池子模块的安装方法,以及所述电池模块的安装方法。


技术介绍

1、在现有技术中已知包括多个电池模块的电池组,每个电池模块包括呈袋形式的电池单元。此类电池组例如用于电池式电动车辆,该车辆也称作bev,它是“battery electricvehicle”的英文缩写。

2、然而,这些电池模块制造和组装起来是相对复杂的,这尤其是因为呈袋形式的电池单元是柔性的,这使得在安装电池模块时不容易操作它们。此外,呈袋形式的电池单元可能会容易受损,例如在其安装之前的储存或操作期间。

3、为了弥补这些缺陷,例如如在文献wo 2020/111665 a1或文献us2021/057692a1中所公开的,已知实现包括多个呈袋形式的电池单元的电池子模块。然而,这些电池子模块组装起来是相对复杂的,尤其是在将呈袋形式的电池单元维持在这些电池子模块中方面。


技术实现思路

1、本专利技术的目的尤其在于简化电池子模块的组装。

2、为此,本专利技术的主题在于一种用于机动车辆的电池子模块,其包括单元堆叠,该单元堆叠包括沿着堆叠轴线e堆叠的:

3、-呈袋形式的第一电池单元;

4、-呈袋形式的第二电池单元;

5、-可压缩材料层,被夹置于第一电池单元与第二电池单元之间;

6、所述电池子模块包括由塑料制成的承载框架,该承载框架至少部分地环绕第一电池单元、可压缩材料层和第二电池单元;

7、每个电池单元包括相对于堆叠轴线e横向地彼此相对的两个电极;

8、每个电极突出到承载框架外;

9、第一电池单元的第一电极在承载框架外,面对第二电池单元的第一电极并通过焊接连接而连接到第二电池单元的第一电极,第一电池单元的第二电极在承载框架外,面对第二电池单元的第二电极并通过焊接连接而连接到第二电池单元的第二电极;

10、承载框架部分地布置在第一电池单元的第一电极与第二电池单元的第一电极之间;并且

11、承载框架部分地布置在第一电池单元的第二电极与第二电池单元的第二电极之间;并且

12、优选地,承载框架承载第一电池单元、可压缩材料层以及第二电池单元。

13、由此,承载框架仅通过焊接连接来承载单元堆叠。更确切地说,袋形式的电池单元和夹置于它们之间的可压缩材料层通过焊接连接而在承载框架上维持在位。由此无需在设置额外的用于将构成堆叠的元件固定在承载框架上的固定元件。由此,以简单的方式实现了对电池的维持,由此简化了电池子模块的组装。而且,这样的组装允许容易地拆除以重新利用或回收构成它的元件。

14、英文为“pouch cell battery”的“呈袋形式的电池单元”应尤其根据该表达方式在电池领域的通常含义,理解为在呈袋形式的电池单元的内部空间中接收电解质和电极,呈袋形式的外壳环绕该内部空间。外壳包括例如绝缘外层、金属层,和任选地,粘着内层。绝缘外层防止外部湿度和/或气体渗透,并例如由聚合物材料构成。金属层允许改善外壳的机械强度。金属层例如由铝形成。可替代地,金属层例如要么由铁、碳、铬和镁的合金,要么由钢,要么由镍,要么由镍合金、要么由铝形成。电极以导电舌件的形式突出到外壳外,外壳在围绕这些导电舌件处被密封,这些导电舌件由此在组装好呈袋形式的电池单元时,形成呈袋形式的电池单元的电极。优选地,呈袋形式的电池单元的形状是矩形。

15、“可压缩材料层”应尤其理解为,与单元堆叠的其它元件(即第一电池单元和第二电池单元)相比,可压缩材料层更能够沿着堆叠轴线e被压缩。

16、根据所述电池子模块的单独或组合采用的可选的其它特征:

17、-承载框架承载恰好两个电池单元,即第一电池单元和第二电池单元。

18、-承载框架仅通过将第一电池单元的第一电极连接到第二电池单元的第一电极的焊接连接和将第一电池单元的第二电极连接到第二电池单元的第二电极的焊接连接,来承载单元堆叠。

19、-通过将第一电池单元的第一电极连接到第二电池单元的第一电极的焊接连接,和将第一电池单元的第二电极连接到到第二电池单元的第二电极的焊接连接,将第一电池单元、第二电池单元和可压缩材料层在承载框架维持在位。

20、-可压缩材料层被配置为用于吸收第一电池单元和第二电池单元沿着堆叠轴线e的膨胀,并且可压缩材料层是绝热的,以使得它被配置为用于使第一电池单元和第二电池单元针对于彼此得到热保护。由此,可压缩材料层能够同时且以简单的方式实现吸收电池单元膨胀的功能和电池单元针对彼此的热保护的功能。

21、-可压缩材料层选自由泡沫层和基于聚合物材料的带构成的集合。由此,使用泡沫层作为可压缩材料层允许限制电池子模块的质量,并且尤其经济。可替代地,使用基于聚合物材料的带作为可压缩材料层允许方便地施加可压缩材料层。

22、-可压缩材料层能够抵抗火。“能够抵抗火”应理解为例如能够抵抗高于200℃的温度,并且优选地符合ul94v0标准。由此,在第一电池单元和第二电池单元中的任一个燃烧的情况下,另一电池单元得到保护。

23、-可压缩材料层基于硅酮形成。

24、-可压缩材料层具有20至50的肖氏硬度a。肖氏硬度a例如根据astm d-2240标准来测量。

25、-可压缩材料层具有0.5至1.0g/cm3的密度。密度例如根据astm d-792标准来测量。

26、-承载框架由热塑性材料构成。由此,以特别简单且经济的方式制造承载框架。

27、-通过注塑成型实现承载框架。由此,以特别简单且经济的方式实现承载框架。

28、-承载框架、第一电池单元和第二电池单元呈矩形。由此,承载框架的形状对应于电池单元的形状,这限制电池单元在承载框架中的可动性。此外,组装变得容易,这是因为在实现焊接连接之前,通过承载框架,实现对单元堆叠的可动性的限制。

29、-可压缩材料层在其沿着堆叠轴线e的两个面上覆有黏着剂,以维持可压缩材料层与第一电池单元和与第二电池单元的接触。由此,组装变得容易,这是因为在实现焊接连接之前,虽然不大牢固,但仍能够维持单元堆叠。

30、-电池子模块包括布置在单元堆叠端部处的散热板,该散热板和承载框架通过固定装置相对于彼此固定。

31、-散热板具有l形,以使得电池子模块的与堆叠轴线e平行地延伸的边缘主要由散热板形成。由此,尽管使用由塑料制成的散热板,但通过经由电池子模块的主要由散热板形成的边缘进行的耗散或冷却,散热仍得到改善。

32、-电池子模块的与堆叠轴线e平行地延伸的边缘优选地至少75%,更优选地至少90%由散热板形成。由此,散热进一步得到改善。

33、-散热板由铝制成。由此,散热板的材料既是轻的,又具有良好的导热性,并且能够抵抗火。

34、-散本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于机动车辆(1)的电池子模块(11、11’),包括单元堆叠,该单元堆叠包括沿着堆叠轴线E堆叠的:

2.如权利要求1所述的电池子模块(11、11’),其中,所述可压缩材料层(31)被配置为用于吸收所述第一电池单元(27)和所述第二电池单元(29)沿着所述堆叠轴线E的膨胀,并且其中,所述可压缩材料层(31)是绝热的,以使得它被配置为用于使所述第一电池单元(27)和所述第二电池单元(29)针对于彼此得到热保护,并且其中,所述可压缩材料层(31)选自由泡沫层和基于聚合物材料的带构成的集合。

3.如上述权利要求中任一项所述的电池子模块(11、11’),包括散热板(35),所述散热板布置在所述单元堆叠的端部处;

4.如上述权利要求中任一项所述的电池子模块(11),包括第一母线(47),所述第一电池单元(27)的第一电极(37)直接焊接到所述第一母线(47),并且所述第二电池单元(29)的第一电极(39)直接焊接到所述第一母线(47)。

5.如权利要求4所述的电池子模块(11),其中,所述第一母线(47)固定在所述承载框架(33)上。</p>

6.如上述权利要求中任一项所述的电池子模块(11),其中,所述承载框架(33)外的在所述第一电池单元(27)的第一电极(37)与所述第二电池单元(29)的第一电极(39)之间的距离大于所述承载框架(33)中的在所述第一电池单元(27)的第一电极(37)与所述第二电池单元(29)的第一电极(39)之间的距离。

7.如上述权利要求中任一项所述的电池子模块(11’),其中,所述第一电池单元(27)的第二电极(38)直接焊接到所述第二电池单元(29)的第二电极(40)。

8.如上述权利要求中任一项所述的电池子模块(11、11’),其中,沿着所述堆叠轴线E,所述承载框架(33)的总厚度小于所述单元堆叠和所述散热板(35)的总厚度。

9.如上述权利要求中任一项所述的电池子模块(11、11’),其中,所述承载框架(33)包括由凸起元件(53)和具有与所述凸起元件(53)互补的形状的凹陷元件(55)形成的防错装置(51),所述凸起元件(53)和所述凹陷元件(55)在与所述堆叠轴线E平行的同一轴线上取向,所述凸起元件(53)和所述凹陷元件(55)布置为沿着所述堆叠轴线E,与所述单元堆叠的中心间隔开,并彼此相对。

10.如上述权利要求中任一项所述的电池子模块(11、11’),其中,所述承载框架(33)承载恰好两个电池单元,即所述第一电池单元(27)和所述第二电池单元(29)。

11.如上述权利要求中任一项所述的电池子模块(11、11’),其中,所述承载框架(33)仅通过以下方式来承载所述单元堆叠:

12.如上述权利要求中任一项所述的电池子模块(11、11’),其中,通过以下方式将所述第一电池单元(27)、所述第二电池单元(29)和所述可压缩材料层(31)在所述承载框架(33)上维持在位:

13.一种用于机动车辆(1)的电池模块(9),包括多个如上述权利要求中任一项所述的电池子模块(11、11’),所述电池子模块(11、11’)沿着所述堆叠轴线E堆叠以形成一列电池子模块(11、11’);

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种用于机动车辆(1)的电池子模块(11、11’),包括单元堆叠,该单元堆叠包括沿着堆叠轴线e堆叠的:

2.如权利要求1所述的电池子模块(11、11’),其中,所述可压缩材料层(31)被配置为用于吸收所述第一电池单元(27)和所述第二电池单元(29)沿着所述堆叠轴线e的膨胀,并且其中,所述可压缩材料层(31)是绝热的,以使得它被配置为用于使所述第一电池单元(27)和所述第二电池单元(29)针对于彼此得到热保护,并且其中,所述可压缩材料层(31)选自由泡沫层和基于聚合物材料的带构成的集合。

3.如上述权利要求中任一项所述的电池子模块(11、11’),包括散热板(35),所述散热板布置在所述单元堆叠的端部处;

4.如上述权利要求中任一项所述的电池子模块(11),包括第一母线(47),所述第一电池单元(27)的第一电极(37)直接焊接到所述第一母线(47),并且所述第二电池单元(29)的第一电极(39)直接焊接到所述第一母线(47)。

5.如权利要求4所述的电池子模块(11),其中,所述第一母线(47)固定在所述承载框架(33)上。

6.如上述权利要求中任一项所述的电池子模块(11),其中,所述承载框架(33)外的在所述第一电池单元(27)的第一电极(37)与所述第二电池单元(29)的第一电极(39)之间的距离大于所述承载框架(33)中的在所述第一电池单元(27)的第一电极(37)与所述第二电池单元(29)的第一电极(39)之间的距离。

7.如上述权利要求中任一项所述的电池子模块(11’),其中,所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:尼古拉斯·德兰格皮埃尔·奥兹沃德弗朗克·道希
申请(专利权)人:全耐塑料清洁能源系统研究公司
类型:发明
国别省市:

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