申请/专利权人：罗伯特·博世有限公司

申请日：2018-04-27

公开（公告）日：2022-12-02

公开（公告）号：CN108807726B

主分类号：H01M50/502

分类号：H01M50/502;H01M50/509;H01M50/204;H01M50/244;H01M10/655

优先权：["20170428 DE 102017207188.5"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2022.12.02#授权;2020.05.29#实质审查的生效;2018.11.13#公开

摘要：本发明涉及一种具有多个电池单池（2）的、特别是锂离子电池单池的电池，所述电池单池容纳在电池（1）的壳体（3）中，其中，所述电池（1）具有多个以电的方式串联和或并联地相互连接的第一电池单池（21）和多个以电的方式串联和或并联地相互连接的第二电池单池（22），其中，所述第一电池单池（21）分别具有第一外表面（41）并且所述第二电池单池（22）分别具有第二外表面（42），其中，所述电池（1）的壳体（3）具有第一壳体壁（31）和与所述第一壳体壁（31）对置布置的第二壳体壁（32），其中，在壳体（3）的第一壳体壁（31）和所述第一电池单池（21）中的一个电池单池的第一外表面（41）之间构造有第一流动通道（51），并且在壳体（3）的第二壳体壁（32）和所述第二电池单池（22）中的一个电池单池的第二外表面（42）之间构造有第二流动通道（52）。

主权项：1.具有多个电池单池（2）的电池，所述电池单池容纳在电池（1）的壳体（3）中，其中，所述电池（1）具有多个以电的方式串联和或并联地相互连接的第一电池单池（21）和多个以电的方式串联和或并联地相互连接的第二电池单池（22），其中，所述第一电池单池（21）分别具有第一外表面（41）并且所述第二电池单池（22）分别具有第二外表面（42），其中，所述电池（1）的壳体（3）具有第一壳体壁（31）和与所述第一壳体壁（31）对置布置的第二壳体壁（32），其特征在于，在壳体（3）的第一壳体壁（31）和所述第一电池单池（21）中的一个电池单池的第一外表面（41）之间构造有第一流动通道（51），在壳体（3）的第二壳体壁（32）和所述第二电池单池（22）中的一个电池单池的第二外表面（42）之间构造有第二流动通道（52），第三流动通道构造成在第一流动通道和第二流动通道之间引导调温流体，在两个第二电池单池（22）之间布置第一电池单池（21），和或在两个第一电池单池（21）之间布置第二电池单池（22），所述第二壳体壁（32）分别具有用于所述第一电池单池（21）中的一个电池单池的第一容纳开口（91），和或所述第一壳体壁（31）分别具有用于所述第二电池单池（22）中的一个电池单池的第二容纳开口（92）。

全文数据：具有多个电池单池的电池技术领域[0001]本发明基于一种根据独立权利要求的类型的、具有多个电池单池的电池。背景技术[0002]由现有技术己知的是，电池、特别是如锂离子电池那样的电池，至少由一个电池模块亦或有利地由多个电池模块组成。此外，电池模块优选具有多个单个的电池单池，这些电池单池相互连接成电池模块，其中，所述单个的电池单池可以借助于单池连接器串联地和或并联地相互连接。在此，需要温度控制装置，以便电池单池可以在预定的温度范围内运行。[0003]文献US20160226053描述了一种具有两个电池模块的电池，电池模块具有交替布置的电池单池，所述电池单池分别以电的方式串联地和或并联地相互连接。[0004]文献DE102013218489公开了一种具有多个电池单池的电池模块，这些电池单池被冷却流体环流。发明内容[0005]具有独立权利要求的特征的、具有多个电池单池的电池具有如下优点，g卩，可以可靠地对电池的多个电池单池进行温度控制。[0006]为此，按照本发明，提供一种具有多个电池单池的电池。在此，电池单池特别是锂离子电池单池。[0007]在此，电池具有多个以电的方式串联地和或并联地相互连接的第一电池单池。[0008]在此，电池具有多个以电的方式串联地和或并联地相互连接的第二电池单池。[0009]所述第一电池单池在此分别具有第一外表面并且所述第二电池单池在此分别具有第二外表面。此外，电池的壳体具有第一壳体壁和第二壳体壁。在此，所述第一壳体壁与所述第二壳体壁对置地布置。[0010]在此，在壳体的第一壳体壁和所述第一电池单池中的一个第一电池单池的第一外表面之间构造有第一流动通道，并且在壳体的第二壳体壁和所述第二电池单池中的一个第二电池单池的第二外表面之间构造有第二流动通道。[0011]通过在从属权利要求中列举的措施可以有利地改进和改善在独立权利要求中给出的装置。[0012]由此，可以优选提供一种电池，在该电池中，电池单池例如布置在第一组中和布置在第二组中，其中，仅第一组的电池单池以电的方式串联地和或并联地相互连接，并且此夕卜，仅第二组的电池单池以电的方式串联地和或并联地相互连接。[0013]在此，借助于流动通过第一流动通道和第二流动通道的调温流体可以可靠地对第一组的第一电池单池和第二组的第二电池单池进行温度控制。[0014]调温流体特别是绝缘的流体，从而可以省去电池单池的额外的绝缘装置。[0015]有利地，在壳体的第一壳体壁和所述第一电池单池中的每个第一电池单池的第一外表面之间分别构造有第一流动通道，并且在壳体的第二壳体壁和所述苐二电池单池中的每个第二电池单池的第二外表面之间分别构造有第二流动通道。[0016]由此，可以利用流动通过所述第一流动通道和所述第二流动通道的调温流体可靠地对所述第一电池单池中的每个第一电池单池和所述第二电池单池中的每个第二电池单池进行温度控制。[0017]符合目的的是，所述第一壳体壁和所述第一外表面直接限定所述第一流动通道和或所述第二壳体壁和所述第二外表面直接限定所述第二流动通道。[0018]由此，可以实现电池的简单的结构，其中，通过由所述第一外表面直接限定第一流动通道和或由第二外表面直接限定第二流动通道可以同时将热量从第一电池单池或者第二电池单池可靠地传递到在第一流动通道中或者在第二流动通道中流动的调温流体上。因此，可以向相应的电池单池提供结构空间优化的并且直接的液体调温。[0019]按照本发明的一种有利的方面，在第一壳体壁和第一外表面之间布置第一弹簧元件。在此，所述第一弹簧元件优选构造为能弹性和或塑性变形的。[0020]按照本发明的该有利的方面，也优选在第二壳体壁和第二外表面之间布置第二弹簧元件。[0021]在此，所述第二弹簧元件优选构造为能弹性和或塑性变形的。[0022]因此，所述第一电池单池或者所述第二电池单池可以可靠地容纳在电池的壳体中。此外，这提供如下优点，即，所述第一弹簧元件或者所述第二弹簧元件布置在第一流动通道内部或者第二流动通道内部，由此，所述第一弹簧元件或者所述第二弹簧元件可以附加地影响流动通过所述第一流动通道或所述第二流动通道的调温流体的流动，并且特别是可以提高所述调温流体的涡流特性，由此可以有利地提高热传递。[0023]在此，所述第一电池单池例如可以包括所述第一弹簧元件或者所述第一壳体壁可以包括所述第一弹簧元件。在此，所述第二电池单池例如可以包括所述第二弹簧元件或者所述第二壳体壁可以包括所述第二弹簧元件。[0024]由此总之可以实现电池的简单的构造。[0025]按照本发明的一种优选的实施方式，在两个第二电池单池之间布置第一电池单池。[0026]此外，按照本发明的该优选的实施方式，在两个第一电池单池之间布置第二电池单池。[0027]特别是，所述第一电池单池和所述第二电池单池沿电池的纵向方向交替地布置。[0028]由此，在所述第一电池单池各自相互间和第二电池单池各自相互间同时简单串联和或并联地连接时可以可靠地对所述第一电池单池和所述第二电池单池进行温度控制，因为在单个的第一电池单池或者单个的第二电池单池之间未构造过大的间距。[0029]所述第一电池单池分别有利地具有第一种第一电压分接部和第一种第二电压分接部。[0030]在此，所述第一种第一电压分接部和所述第一种第二电压分接部布置在相应的第一电池单池的与所述第一外表面对置布置的第一端面上。有利地，所述第二电池单池分别具有第二种第一电压分接部和第二种第二电压分接部。[0031]在此，所述第二种第一电压分接部和所述第二种第二电压分接部布置在相应的第二电池单池的与所述第二外表面对置布置的第二端面上。[0032]由此，可以构造一种电池，在该电池中，能够在与流动通道对置的侧面上构造所述第一电池单池的或者所述第二电池单池的所述相应的电压分接部之间的导电的串联的和或并联的连接。[0033]此外，电池的壳体优选具有多个分隔壁。在此，所述分隔壁分别沿电池的纵向方向布置在电池的两个电池单池之间。此外，分隔壁在此布置在所述第一壳体壁和所述第二壳体壁之间。[0034]在此，在分隔壁和与分隔壁直接相邻的第一电池单池或第二电池单池之间构造流动通道。[0035]由此，可以将电池的壳体划分成用于相应的电池单池的容纳室并且同时也能以调温流体实现绕所述单个的电池单池的大面积的环流。[0036]就此而言还要说明的是，当然也可以实现电池的无分隔壁的实施方式。[0037]不仅在电池的壳体具有分隔壁的实施方式中而且在电池的壳体无分隔壁的实施方式中都可以将两个电池模块布置在电池的仅一个壳体内部。就此而言，电池模块应理解为多个以电的方式串联地和或并联地相互连接的第一电池单池或者第二电池单池。在此，可以将在电池单池之间的间距减少到由所需的阈值限定的最小值，其中，分隔壁的布置或者绝缘的流体的使用特别是可以用于所述单池的绝缘。[0038]此外，除了节省结构空间之外，也可以有利地省去昂贵的固定设计。[0039]此外，分隔壁分别包括构造用于使调温流体穿过的开口在此也是优选的。[0040]因此，调温流体可以环流多个被分隔壁分离的电池单池。[0041]按照本发明的一种优选的方面，所述第二壳体壁分别具有用于所述第一电池单池中的一个电池单池的第一容纳开口。[0042]在此，可以借助于所述第一容纳开口将所述相应的第一电池单池布置在电池的壳体内部，其中，相应的第一电池单池例如可以通过所述第一容纳开口被移入到壳体中。[0043]此外，所述第一壳体壁分别具有用于所述第二电池单池中的一个第二电池单池的第二容纳开口。[0044]在此，可以借助于所述第二容纳开口将所述相应的第二电池单池布置在电池的壳体内部，其中，相应的第二电池单池例如可以通过所述第二容纳开口被移入到壳体中。[0045]在此，所述第一电池单池和或所述第二电池单池分别以如下方式容纳在电池的壳体中，g卩，所述第一电池单池的所述第一种第一电压分接部以及所述第一种第二电压分接部或者所述第二电池单池的所述第二种第一电压分接部以及所述第二种第二电压分接部能从电池的环境接触到。[0046]因此，可以以简单的方式构造所述单个的第一电池单池或者所述单个的第二电池单池相互间的以电的方式串联的和或并联的连接。[0047]此外，电池有利地包括盖元件，该盖元件附加地将所述第一电池单池或者所述第二电池单池固定在电池的壳体中。[0048]由此，可以将多个电池单池可靠地固定在电池的壳体内部。[0049]此外，电池具有密封元件，该密封元件可以相对于电池的环境密封电池的壳体的被调温流体穿流的内部空间。[0050]因此，例如可以进一步提高电池模块的安全性。[0051]按照本发明的电池基于电池单池的可靠的调温也提供如下优点，即，也可以通过释放装置可靠地并且快速地冷却从电池单池排出的气体。附图说明[0052]本发明的实施方式在附图中示出并且在随后的说明书中详细阐述。图中：图1以俯视图示意性地示出按照本发明的电池，所述电池具有多个电池单池，图2以立体图示出按照本发明的电池的分解图，所述电池具有多个电池单池，图3以立体图示出电池，图4以俯视图示出按照剖线A-A穿过按照图3的电池的实施方式的剖面，图5A以侧视图示出按照剖线B-B穿过按照图3的电池的实施方式的剖面，图5B以侧视图示出按照剖线C-C穿过按照图3的电池的实施方式的剖面，图6以立体图示出按照本发明的电池的壳体3。具体实施方式[0053]图1以示意性的俯视图示出按照本发明的电池1。[0054]电池1具有多个电池单池2,其中，所述电池单池2特别是锂离子电池单池。[0055]此外，电池1具有壳体3,在该壳体中容纳多个电池单池2。[0056]在此，电池1具有多个第一电池单池21和多个第二电池单池22。[0057]在此，多个第一电池单池21例如通过在图1中未示出的第一单池连接器以电的方式串联和或并联地相互连接。[0058]在此，多个第二电池单池22例如通过在图1中未示出的第二单池连接器以电的方式串联和或并联地相互连接。[0059]在此，所述第一电池单池21分别具有第一外表面41。在此，所述第二电池单池22分别具有第二外表面42。[0060]此外，电池1的壳体3具有第一壳体壁31和第二壳体壁32。在此，所述第一壳体壁31与所述第二壳体壁32对置地布置。[0061]在此，如在图1中示意性示出的那样，在壳体3的第一壳体壁31和所述第一电池单池21中的一个第一电池单池的第一外表面41之间构造有第一流动通道51。[0062]在此，在图1中示出的实施例中，特别是在壳体3的第一壳体壁31和所述第一电池单池21中的每个第一电池单池的第一外表面41之间分别构造有第一流动通道51。[0063]在此，如在图1中示意性示出的那样，在壳体3的第二壳体壁32和所述第二电池单池22中的一个第二电池单池的第二外表面似之间构造有第二流动通道52。在此，在图1中示出的实施例中，特别是在壳体3的第二壳体壁32和所述第二电池单池22中的每个第二电池单池的第二外表面42之间分别构造有第二流动通道52。[0064]此外，图1示出，所述第一壳体壁31和第一外表面41分别直接限定相应的第一流动通道51。[0065]此外，图1也示出，所述第二壳体壁32和第二外表面42分别直接限定相应的第二流动通道52。[0066]此外，在图1中示出的实施例中，在电池1的壳体3的第一壳体壁31和所述第一外表面41之间布置有第一弹簧元件61，该第一弹簧元件构造为能弹性和或塑性变形的。[0067]此外，在图1中示出的实施例中，在电池1的壳体3的第二壳体壁32和所述第二外表面42之间布置有第二弹簧元件62，该第二弹簧元件构造为能弹性和或塑性变形的。[0068]在此，除了布置在左边缘处的第一电池单池211之外，每个第一电池单池21分别布置在两个第二电池单池22之间，并且除了布置在右边缘处的第二电池单池221之外，每个第二电池单池22分别布置在两个第一电池单池21之间。[0069]由此，所述第一电池单池21和所述第二电池单池22因此沿电池1的纵向方向交替地布置。在此，每一个第二电池单池22沿纵向方向7跟随一个第一电池单池21，并且每一个第一电池单池21跟随一个第二电池单池22。[0070]此外，由图1也能看出的是，所述第一电池单池21在与所述第一外表面41对置的端面81上分别具有第一电压分接部。如结合其它附图进一步描述的那样，所述第一电池单池21在此分别具有第一种第一电压分接部811和第一种第二电压分接部S12。[0071]此外，由图1也能看出的是，所述第二电池单池22在与所述第二外表面42对置的端面82上分别具有第二电压分接部。如结合其它附图进一步描述的那样，所述第二电池单池22在此分别具有第二种第一电压分接部821和第二种第二电压分接部822。[0072]在此，图1示出无分隔壁的实施方式，在该实施方式中，壳体3的内部空间能被调温流体穿流。[0073]图2在立体图中以分解图示出按照本发明的电池1。[0074]在此，图2首先示出，所述第一电池单池21具有第一种第一电压分接部811和第一种第二电压分接部812。[0075]在此，由图2还能看出的是，所述第二壳体壁32分别包括第一容纳开口91，所述第一容纳开口分别构造用于容纳第一电池单池21。此外，所述第一壳体壁31分别包括第二容纳开口92,所述第二容纳开口分别构造用于容纳第二电池单池22。[0076]在此，所述第一电池单池21特别是可以被移入到相应的第一容纳开口91中并且所述第二电池单池22特别是可以被移入到相应的第二容纳开口92中。[0077]在此，所述第一种第一电压分接部Spannungsabgriff811、所述第一种第二电压分接部812、所述第二种第一电压分接部821和所述第二种第二电压分接部822分别能从电池1的壳体3的环境10接触到。[0078]此外，电池1也具有盖元件11，该盖元件构造用于固定第一电池单池21和第二电池单池22。在此，盖元件11分别具有开口12,所述开口可以以如下方式相对于相应的电池单池21、22布置，即，所述相应的电压分接部能从电池的环境10接触到。[0079]图3按照在图2中示出的分解图以立体图示出组装好的电池1。[0080]在此，就此而言还要说明的是，电池1并且特别是电池1的壳体3具有第一接头131和具有第二接头132,该第一接头构造用于将调温流体输入到电池1的壳体3中，该第二接头构造用于将调温流体从电池3的壳体输出。[0081]图4以俯视图示出按照剖线A-A穿过按照图3的电池1的实施方式的剖面。[0082]在此，首先可看出的是，电池1的壳体3包括多个分隔壁14。在此，在图2中也可看出的分隔壁14分别沿电池1的纵向方向7布置在电池1的两个电池单池2、21、22之间。[0083]此外，分隔壁14分别布置在所述第一壳体壁31和所述第二壳体壁32之间。在此，在分隔壁14和与分隔壁14直接相邻的第一电池单池21或第二电池单池22之间分别构造流动通道15。[0084]现在，应借助于图4阐述在按照本发明的电池1的壳体3内部的流通引导。[0085]调温流体通过第一接头131流入到壳体3的内部空间。[0086]接着，调温流体环流第一电池单池21。[0087]在此，调温流体特别是也流动通过流动通道15。此外，调温流体优选也可以在第一电池单池21上部和下部流动。[0088]特别是，调温流体沿着示出的方向16朝向第一电池单池21的第一端面81的方向流动并且沿着不出的方向17朝向第一外表面41的方向流动。[0089]在此，调温流体不仅可以在第一电池单池21的上部和下部流动而且可以通过流动通道15沿着第一电池单池21的侧面流动。[0090]此外，调温流体接着流动通过分隔壁14的开口18,以便接着环流第二电池单池22。在此，调温流体特别是沿着示出的方向17朝向第二电池单池22的第二端面82的方向流动。此外，调温流体也可以在第二电池单池22上部和下部流动。[0091]接着，调温流体流动通过分隔壁14的开口18,以便接着环流另一个第一电池单池21。[0092]因此，调温流体特别是蜿蜒地穿流电池1的整个壳体3。[0093]最后，调温流体通过接头132从电池1的壳体3流出。[0094]就此而言要说明的是，在图1中示出的电池1的实施方式也可以被调温流体蜿蜒地穿流。[0095]图5A示出沿着线B-B穿过按照图3的电池1的剖面。[0096]图5B示出沿着线C-C穿过按照图3的电池1的剖面。[0097]在此，能看出分隔壁14的开口18,调温流体可以流动通过该开口。[0098]在此，图5A和5B分别示出，调温流体不仅可以在电池单池的上部和下部流动，而且可以流动通过流动通道15。特别是，就此而言还要说明的是，开口18优选利用第一弹簧元件61或者第二弹簧元件62邻接于第一流动通道51或者第二流动通道52来布置，由此，所述弹簧元件61、62可以用于提高流动的涡流。[00"]特别是，调温流体从上向下流动到第一流动通道51或者第二流动通道52中，对此应按照图1和4理解为朝向观察者或者远离观察者，并且按照图5A和5B理解为沿着示出的方向191、192向上或者向下。[0100]图6以立体图示出电池1的壳体3。[0101]在此，在图6中特别是能看出第二壳体壁32,该第二壳体壁具有用于第一电池单池21的第一容纳开口91。此外，由图6也能看出的是，壳体3具有分隔壁14,所述分隔壁分别具有用于使调温流体穿过的开口18。[0102]此外，也能看出第一接头131和第二接头132。

权利要求：1.具有多个电池单池2的、特别是锂离子电池单池的电池，所述电池单池容纳在电池（1的壳体3中，其中，所述电池（1具有多个以电的方式串联和或并联地相互连接的第一电池单池21和多个以电的方式串联和或并联地相互连接的第二电池单池22，其中，所述第一电池单池21分别具有第一外表面41并且所述第二电池单池（22分别具有第二外表面42，其中，所述电池（1的壳体3具有第一壳体壁31和与所述第一壳体壁31对置布置的第二壳体壁32，其特征在于，在壳体3的第一壳体壁31和所述第一电池单池21中的一个电池单池的第一外表面41之间构造有第一流动通道51，并且在壳体3的第二壳体壁32和所述第二电池单池22中的一个电池单池的第二外表面42之间构造有第二流动通道52。2.根据上述权利要求所述的电池，其特征在于，在壳体3的第一壳体壁31和所述第一电池单池21中的每个电池单池的第一外表面41之间分别构造有第一流动通道51，并且在壳体3的第二壳体壁32和所述第二电池单池22中的每个电池单池的第二外表面42之间分别构造有第二流动通道52。3.根据上述权利要求之一所述的电池，其特征在于，所述第一壳体壁31和所述第一外表面41直接限定所述第一流动通道51和或所述第二壳体壁32和所述第二外表面42直接限定所述第二流动通道52。4.根据上述权利要求之一所述的电池，其特征在于，在所述第一壳体壁31和所述第一外表面41之间布置能弹性和或塑性变形的第一弹簧元件61，和或在所述第二壳体壁32和所述第二外表面4¾之间布置能弹性和或塑性变形的第二弹簧元件62。5.根据上述权利要求4所述的电池，其特征在于，所述第一电池单池21或者所述第一壳体壁31包括所述第一弹簧元件61，和或所述第二电池单池22或者所述第二壳体壁32包括所述第二弹簧元件62。6.根据上述权利要求之一所述的电池，其特征在于，在两个第二电池单池22之间布置第一电池单池21，和或在两个第一电池单池21之间布置第二电池单池22。7.根据上述权利要求所述的电池，其特征在于，所述第一电池单池21和所述第二电池单池22沿电池1的纵向方向（7交替地布置。8.根据上述权利要求之一所述的电池，其特征在于，所述第一电池单池21分别具有第一种第一电压分接部811和第一种第二电压分接部812，所述第一种第一电压分接部和所述第一种第二电压分接部布置在相应的第一电池单池21的与所述第一外表面41对置布置的第一端面81上，和或所述第二电池单池22分别具有第二种第一电压分接部821和第二种第二电压分接部似2，所述第二种第一电压分接部和第二种第二电压分接部布置在相应的第二电池单池22的与所述第二外表面42对置布置的第二端面82上。9.根据上述权利要求之一所述的电池，其特征在于，电池（1的壳体3包括多个分隔壁14，所述分隔壁分别沿电池（1的纵向方向（7布置在电池（1的两个电池单池2之间，并且所述分隔壁还布置在所述第一壳体壁31和所述第二壳体壁32之间，并且其中，在分隔壁（14和与分隔壁（14直接相邻的第一电池单池（21或第二电池单池（22之间构造流动通道15。10.根据上述权利要求之一所述的电池，其特征在于，所述分隔壁14分别包括构造用于使调温流体穿过的开口（18。11.根据上述权利要求之一所述的电池，其特征在于，所述第二壳体壁32分别具有用于所述第一电池单池21中的一个电池单池的第一容纳开口（91，和或所述第一壳体壁31分别具有用于所述第二电池单池22中的一个电池单池的第二容纳开口（92，其中，所述第一电池单池（21和或所述第二电池单池（22这样容纳在电池（1的壳体（3中，使得所述第一种第一电压分接部S11以及所述第一种第二电压分接部812或者所述第二种第一电压分接部821以及所述第二种第二电压分接部822能从电池（1的环境10接触到。12.根据上述权利要求之一所述的电池，其特征在于，所述电池（1包括构造用于固定所述第一电池单池21和所述第二电池单池22的盖元件11。13.根据上述权利要求之一所述的电池，其特征在于，所述电池（1具有密封元件，所述密封元件构造用于相对于电池的环境（10密封电池1的壳体3的能被调温流体穿流的内部空间。

百度查询： 罗伯特·博世有限公司 具有多个电池单池的电池

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