蓄能單元，尤其電池模塊和具有許多蓄能單元的蓄能系統(tǒng)的制作方法

本發(fā)明涉及一種蓄能單元，尤其電池模塊，包括許多具有第一電極和第二電極的蓄能子單元，其中各個(gè)蓄能子單元的第一電極和第二電極布置在蓄能子單元的相互對(duì)置的側(cè)面上，還包括具有許多并排布置的容納單元的容納裝置，這些容納單元分別通過至少一側(cè)壁在空間上限制，其中在容納裝置的一個(gè)容納單元中分別加入蓄能單元的蓄能子單元，并且這些蓄能子單元這樣固定在容納單元中，使蓄能子單元的電極布置在第一接觸面中和第二接觸面中。

本發(fā)明還涉及一種蓄能系統(tǒng)，包括許多蓄能單元，它們相互間電連接。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有技術(shù)中尤其作為電池模塊已知包括許多蓄能子單元的蓄能單元，其中在此蓄能子單元是電池元，尤其次級(jí)電池元，即可再充電的蓄電池元。

在此由文獻(xiàn)EP 2 202 824 A1已知具有許多電池元的電池模塊，其中電池元具有第一電極和第二電極。在這個(gè)文獻(xiàn)中公開的電池模塊還包括容納裝置，具有并排布置的容納單元，在容納單元中加入電池元。在此電池元的電極布置在第一接觸面和第二接觸面中。在此容納裝置具有第一外殼部件，具有用于接通第一接觸面中的電極的連接端子，并且具有第二外殼部件，具有用于接通第二接觸面中的電極的第二連接端子。這個(gè)文獻(xiàn)還公開，多個(gè)電池模塊連接到一起并因此提供一種蓄能系統(tǒng)。

此外由文獻(xiàn)US 6,864,013 B2已知一種構(gòu)造為電池組的蓄能單元，它具有許多電化學(xué)的電池元，它們布置在電池外殼中，其中對(duì)于每個(gè)電池元由外殼本身準(zhǔn)備一個(gè)自身的盒子。在此外殼可以具有組合的冷卻通道，用于冷卻電池元。

由文獻(xiàn)DE 10 2012 205 019 A1已知一種模塊蓋，用于接通布置在電池外殼中的電池元，模塊蓋包括具有多個(gè)電池元連接器的電池元接通系統(tǒng)。

在現(xiàn)有技術(shù)中已知的蓄能單元中的缺陷尤其是，在適配于不同需求方面的微小的可變化性，這些需求是對(duì)于蓄能單元、尤其在提供的容量和功率方面的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在這個(gè)背景下，本發(fā)明的目的是，尤其如下地改進(jìn)具有許多布置在容納裝置中的蓄能子單元的蓄能單元，實(shí)現(xiàn)在蓄能單元的使用性方面的更多的變化性。尤其要在機(jī)動(dòng)車中使用蓄能單元作為用于提供對(duì)于機(jī)動(dòng)車電運(yùn)行所需的能量的蓄能器方面實(shí)現(xiàn)更多的變化性。在此蓄能單元要可以有利地方便地適配于對(duì)于不同車型的各自功率需求，即，適配費(fèi)用要微小。

為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，建議一種蓄能單元，尤其電池模塊，它包括許多具有第一電極和第二電極的蓄能子單元，其中各個(gè)蓄能子單元的第一電極和第二電極布置在蓄能子單元的相互對(duì)置的側(cè)面上。所述蓄能單元還包括具有許多并排布置的容納單元的容納裝置，這些容納單元分別通過至少一側(cè)壁、尤其環(huán)繞的側(cè)壁在空間上限制，其中在容納裝置的一個(gè)容納單元中分別加入蓄能單元的蓄能子單元。在此這些蓄能子單元有利地這樣固定在容納單元中，使蓄能子單元的電極布置在第一接觸面中和第二接觸面中，其中，所述布置在第一接觸面中的電極有利地通過至少一第一電路板相互間電連接，并且所述布置在第二接觸面中的電極有利地通過至少一第二電路板相互間電連接。尤其規(guī)定，所述蓄能子單元包括至少一電池元，其中作為有利的特殊情況規(guī)定，所述蓄能子單元是電池元。尤其規(guī)定，所述容納單元的至少一側(cè)壁在側(cè)面完全包圍布置在容納單元中的蓄能子單元。

有利地通過第一電路板的設(shè)計(jì)和第二電路板的設(shè)計(jì)確定蓄能子單元相互間的連接。所述電路板尤其具有導(dǎo)電帶，通過它們使蓄能子單元相互間電連接。由此尤其有利地能夠，通過更換電路板改變蓄能子單元相互間的連接，尤其因?yàn)橥ㄟ^接通蓄能子單元電極的接觸部件的導(dǎo)電連接的形式確定，哪些蓄能子單元以何種方式相互間電連接。由此有利地與常見的蓄能單元相比提高按照本發(fā)明的蓄能單元的變化性，尤其因?yàn)橥ㄟ^連接形式對(duì)于相同的蓄能子單元確定通過蓄能單元提供的功率以及供使用的容量。此外有利地減少布線費(fèi)用，尤其因?yàn)闊o需常見的電池元連接器。

此外通過在容納單元中布置蓄能子單元確定蓄能子單元相互間的連接，即由此，第一電極是否布置在第一接觸面中或者在第二接觸面中。在此尤其規(guī)定，并排布置的蓄能子單元交替地通過第一電極布置在第一接觸面中，并且通過第二電極布置在第二接觸面中，用于電串聯(lián)地連接蓄能子單元。為了電并聯(lián)地連接蓄能子單元，尤其規(guī)定，所述蓄能子單元通過第一電極布置在第一接觸面中。如果要使一組并聯(lián)的蓄能子單元與至少另一組蓄能子單元電串聯(lián)，尤其規(guī)定，這個(gè)另一組蓄能子單元通過第二電極布置在第一接觸面中。因?yàn)橥ㄟ^布置蓄能子單元在容納裝置中同樣可以確定蓄能子單元的互聯(lián)，由此有利地與常見的蓄能單元相比進(jìn)一步提高按照本發(fā)明的蓄能單元的變化性。

按照本發(fā)明的特別有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)規(guī)定，所謂的檢測導(dǎo)線（Sense-Leitung）組合到至少一第一和/或至少一第二電路板中。在此通過檢測導(dǎo)線有利地檢測蓄能子單元的參數(shù)、例如尤其是施加在蓄能子單元上的電壓和/或蓄能子單元的溫度，并且傳遞到至少一監(jiān)控單元上。尤其規(guī)定，作為參數(shù)將電池元參數(shù)如電池元電壓和/或電池元溫度傳遞給電池元監(jiān)控單元。有利地同樣組合至少一監(jiān)控單元到至少一第一電路板中和/或至少一第二電路板中。因此按照本發(fā)明的蓄能單元有利地以簡單的方式如下擴(kuò)展，使蓄能單元包括至少一監(jiān)控單元、尤其至少一電池元監(jiān)控單元（CSC:Cell Supervising Circuit）。

按照本發(fā)明的蓄能單元的另一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)規(guī)定，所述蓄能子單元通過至少一蓋部件固定在容納部位中。在此所述至少一蓋部件有利地與容納裝置可拆卸地連接。蓋部件尤其設(shè)計(jì)成封閉容納裝置的蓋。

按照有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)變型，所述蓄能單元作為蓋部件具有至少一第一蓋部件和至少一第二蓋部件，其中第一蓋部件形成用于容納裝置的底面，并且第二蓋部件形成容納裝置的頂面。在此第一電路板有利地組合到第一蓋部件中。同時(shí)第二電路板有利地組合到第二蓋部件中。至少一第一蓋部件和/或至少一第二蓋部件有利地與容納裝置可拆卸地連接。由此能夠有利地去掉至少一第一蓋部件和/或至少一第二蓋部件，尤其用于更換有缺陷的蓄能子單元。由此有利地降低維修費(fèi)用。

按照本發(fā)明的另一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)變型規(guī)定，所述容納裝置和/或容納裝置的各個(gè)容納單元包括底壁。每個(gè)容納單元的底壁在此具有開孔，通過它可以電連接加入到容納單元中的蓄能子單元的電極。有利地規(guī)定，在此所述電極伸進(jìn)底壁中的各自的開孔中。尤其按照有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)規(guī)定，所述電極尖細(xì)地構(gòu)成，其中尖細(xì)的電極伸進(jìn)底壁中的開孔并且擠入到各自的接觸部件、尤其各自的導(dǎo)體帶、布置在底壁下面的電路板中。

如果所述容納裝置或各個(gè)容納單元具有底壁，則容納裝置的容納單元有利地通過唯一的蓋部件封閉，其中尤其規(guī)定，至少一第一電路板布置在蓋部件中。在此按照有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)規(guī)定，位于第一接觸面中的蓄能子單元電極彈性復(fù)位地構(gòu)成，由此彈性加載地實(shí)現(xiàn)這個(gè)電極的接觸。

按照本發(fā)明的蓄能單元的另一特別有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，至少一第一電路板和/或至少一第二電路板至少部分地形成至少一蓋部件。即，至少一第一電路板和/或至少一第二電路板猶如封閉容納單元，同時(shí)有利地導(dǎo)電地連接蓄能子單元，其中所述蓄能子單元有利地通過電路板的導(dǎo)體帶相互電連接。通過這個(gè)擴(kuò)展結(jié)構(gòu)可以有利地實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步減輕重量。有利地可以更換至少一第一電路板和/或至少一第二電路板，由此有利地簡化蓄能子單元的更換。此外通過更換至少一第一電路板和/或至少一第二電路板有利地特別簡單地實(shí)現(xiàn)在電池元互聯(lián)時(shí)的問題。

在此按照本發(fā)明的蓄能單元的特別有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)規(guī)定，所述容納裝置包括至少一第一抽屜，在其中插入至少一第一電路板，用于接通布置在第一接觸面中的電極，和/或所述容納裝置包括至少一第二抽屜，在其中插入至少一第二電路板，用于接通布置在第二接觸面中的電極。在此有利地特別簡單地實(shí)現(xiàn)蓄能子單元的電連接。此外給出電路板的方便的更換性，由此有利地提高在蓄能子單元互聯(lián)方面的變化性。

按照本發(fā)明的蓄能單元的另一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)規(guī)定，至少一第一電路板和/或至少一第二電路板具有彈性復(fù)位地構(gòu)成的接觸面，用于這樣接通布置在接觸面中的蓄能子單元的電極，使接觸部件在加入各自的電路板到抽屜中時(shí)被向下頂壓，并且接觸部件在插入的電路板情況下在機(jī)械應(yīng)力下、有利地彈性加載地接觸電極。由此有利地提供蓄能子單元與各自電路板的良好接觸。由此有利地引起微小的電接觸過渡電阻，由此使電池元在運(yùn)行時(shí)有利地更少發(fā)熱。

按照本發(fā)明的蓄能單元的另一特別有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，至少一第一電路板和/或至少一第二電路板作為接觸部件具有接觸焊盤，其中各個(gè)電路板分別在接觸焊盤旁邊有利地這樣地具有開孔，使各自的接觸焊盤伸進(jìn)到開孔部位中，并且所述接觸焊盤與電極利用穿過各自的開孔實(shí)現(xiàn)的焊接過程被連接。在此尤其規(guī)定，所述接觸焊盤是彈性復(fù)位地構(gòu)成的接觸部件。在此尤其規(guī)定，為了接通位于各自的接觸面中的電極與各個(gè)電路板的接觸焊盤，使用點(diǎn)焊工藝。在此尤其規(guī)定，按照本發(fā)明的蓄能單元的容納裝置包括抽屜，在其中插入具有接觸焊盤和開孔的電路板，用于接通布置在第一接觸面中的電極。在此第一電路板猶如形成用于容納裝置的各個(gè)容納單元的底壁。在此在第二接觸面中的電極有利地利用組合到蓋部件中的至少一第二電路板接通，其中尤其規(guī)定，彈性加載地實(shí)現(xiàn)與第二電路板的接通。在此有利地通過蓋部件固定蓄能子單元在容納單元中。

在本發(fā)明的另一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中，所述蓄能單元包括至少一第一蓋部件和/或至少一第二蓋部件作為至少一蓋部件，在第一蓋部件中布置至少一第一電路板，在第二蓋部件中布置至少一第二電路板。按照有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)至少一第一蓋部件和/或至少一第二蓋部件固定在容納裝置處，有利地利用至少一固定部件，最好利用至少一定位部件。

按照本發(fā)明的蓄能單元的另一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，所述容納裝置的一組容納單元分別具有至少一連接部件，通過它該組容納單元與至少一第二組容納單元連接、最好可拆卸地連接，和/或通過它該組容納單元可以與至少一第二組容納單元連接、最好可拆卸地連接。由此有利地給出蓄能單元的模塊化結(jié)構(gòu)，這有利地進(jìn)一步提高在使用需求的適配性方面的變化性。在此所述容納裝置可以有利地?cái)U(kuò)展到蓄能子單元所需的容納單元的數(shù)量。作為有利的特殊情況尤其規(guī)定，一組容納單元正好包括一個(gè)容納單元。在此蓄能單元有利地在充分利用相同的蓄能子單元的條件下可以容易地適配于必需的蓄能子單元的數(shù)量。在此尤其規(guī)定，一組容納單元包括固定數(shù)量的容納單元，例如六個(gè)容納單元。在此尤其規(guī)定，對(duì)一組容納單元分別配置一個(gè)電路板。通過這種方式有利地根據(jù)使用需求以相同的部件構(gòu)造不同容量和/或功率的蓄能單元。作為一組容納單元的連接部件尤其設(shè)有插連接。

此外尤其規(guī)定，所述容納裝置或容納裝置的各組容納單元有利地一體地、最好利用噴鑄工藝制成。由此特別成本有利地制成容納裝置。此外尤其在按照本發(fā)明規(guī)定的容納單元組的連接性中加工費(fèi)用是微小的，因?yàn)樾钅軉卧梢酝ㄟ^連接容納單元擴(kuò)展到所期望的大小。

按照本發(fā)明的蓄能單元的另一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，一組容納單元分別相互間隔，其中在容納單元組之間分別構(gòu)成中間空間，該中間空間有利地這樣構(gòu)成，穿過這個(gè)中間空間可以導(dǎo)引用于對(duì)蓄能子單元的溫控的冷卻劑。由此有利地使蓄能子單元溫控的功能一起組合到蓄能子單元中，有利地?zé)o需冷卻板或者類似部件作為冷卻裝置。此外在此有利地實(shí)現(xiàn)冷卻劑與各自的蓄能子單元的大接觸面積，由此能夠?qū)崿F(xiàn)特別好的對(duì)電池元的溫控。

按照本發(fā)明的蓄能單元的另一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)規(guī)定，至少一側(cè)壁構(gòu)造為溫控裝置，該側(cè)壁分別在空間上限制蓄能單元的容納單元。尤其規(guī)定，分別在空間上限制蓄能單元的容納單元的至少一側(cè)壁構(gòu)造為冷卻板、最好構(gòu)造為通流冷卻劑的冷卻板。為此尤其規(guī)定，所述冷卻板具有冷卻通道。作為冷卻劑尤其使用空氣和/或水和/或水-凝膠-混合物和/或制冷劑、例如R1234yf。尤其規(guī)定，只一部分容納單元構(gòu)造為溫控裝置。

按照本發(fā)明的另一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)規(guī)定，與容納單元的縱向延伸方向平行地最好這樣地布置冷卻通道， 使至少一冷卻通道布置在鄰接容納裝置的至少一容納單元處。尤其規(guī)定，所述容納裝置的容納單元的至少一側(cè)壁具有至少一冷卻通道，最好在其縱向上。

按照本發(fā)明的另一有利擴(kuò)展結(jié)構(gòu)規(guī)定，所述蓄能單元包括電池管理系統(tǒng)，其中所述電池管理系統(tǒng)至少部分地組合到至少一第一電路板中和/或至少一第二電路板中。在此尤其規(guī)定，所述蓄能單元是電池模塊并且所述蓄能子單元是電池元。所述電池管理系統(tǒng)有利地包括至少一電池元監(jiān)控單元（CSC:Cell Supervising Circuit），用于監(jiān)控電池元參數(shù)，其中至少一電池元監(jiān)控單元組合到至少一第一電路板和/或至少一第二電路板中。此外按照另一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)規(guī)定，所述電池管理系統(tǒng)包括控制單元，尤其所謂的電池監(jiān)控單元（BCU），其中所述控制單元有利地組合到至少一第一電路板和/或至少一第二電路板中。由此按照本發(fā)明的蓄能單元有利地以特別緊湊的尺寸在功能上進(jìn)一步擴(kuò)展。

按照本發(fā)明的蓄能單元的另一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)規(guī)定，所述蓄能子單元分別包括至少一原電池，最好至少一電池元。如果蓄能子單元具有多個(gè)原電池，則它們有利地在蓄能子單元內(nèi)部電互聯(lián)。尤其規(guī)定，多個(gè)原電池前后地最好這樣布置，使原電池電串聯(lián)。如果原電池前后地布置，則尤其規(guī)定，第一原電池的第一電極等同于蓄能子單元的第一電極，并且最后的原電池的第二電極等同于蓄能子單元的第二電極。至少一原電池最好被由其蓄能子單元提供的金屬外殼包圍。在此在外殼中可以有利地加入安全閥，通過它可以逸出由原電池形成的氣體，用于防止蓄能子單元爆裂。金屬外殼還有利地防止水分?jǐn)D入到蓄能子單元中。

按照本發(fā)明的蓄能單元的另一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)規(guī)定，所述容納單元分別構(gòu)成圓柱形的容積室，在其中加入至少一構(gòu)造為圓形電池元的蓄能子單元。尤其規(guī)定，所述蓄能單元這樣構(gòu)成，至少一圓形電池元在10mm和50mm（mm：毫米）之間的直徑加入到容納單元中。作為圓形電池元尤其是直徑為18mm的18650鋰離子圓形電池元。尤其規(guī)定，至少一圓形電池元壓入到由各自的容納單元提供的容積室中。為此有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)變型規(guī)定，至少一圓形電池元加入到容積室中并且在容納單元與至少一圓形電池元之間存在的縫隙以膠、尤其是傳導(dǎo)膠、最好是以氧化鋁填充的環(huán)氧膠或者傳導(dǎo)膏、尤其含油的氧化鋁充滿。至少一圓形電池元或通過各自的容納單元提供的容積室最好通過塑料薄膜和/或覆層電絕緣。

按照本發(fā)明的蓄能單元的另一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，所述容納單元分別在其相互對(duì)置的端部上具有突出于至少一側(cè)壁的封閉部件作為連接部件，其中所述容納單元通過封閉部件連接、最好焊接成容納裝置。由此容納單元有利地可變化地?cái)U(kuò)展到必需的尺寸。按照擴(kuò)展結(jié)構(gòu)變型規(guī)定，所述容納單元管狀地構(gòu)成，其中所述容納單元的各個(gè)端部焊接在板上，該板具有對(duì)應(yīng)于容納單元數(shù)量的管孔尺寸的開孔。在此尤其規(guī)定，所述容納單元最好這樣相互間隔，通過在此形成的在容納單元之間的中間空間可以導(dǎo)引冷卻劑。

按照本發(fā)明的蓄能單元的另一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)規(guī)定，所述容納裝置具有至少一密封壁，它對(duì)外密封地封閉位于容納單元之間的中間空間，其中所述容納裝置具有用于輸入和排出冷卻劑到中間空間中的接頭。由此有利地將冷卻裝置直接組合到蓄能單元中，其中提供從蓄能子單元的良好的排熱。

本發(fā)明的另一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)規(guī)定，所述蓄能單元具有至少一用于與至少另一蓄能單元機(jī)械連接的連接部件和/或至少一用于與至少另一蓄能單元導(dǎo)電連接的連接部件和/或至少一用于與電消耗裝置導(dǎo)電連接的連接部件。由此有利地提供用于構(gòu)造功率更大的蓄能器的另一變化性。尤其規(guī)定，至少一用于蓄能單元與另一蓄能單元電連接的連接部件組合到至少一用于蓄能單元與另一蓄能單元機(jī)械連接的連接部件中。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的還建議一種蓄能系統(tǒng)，包括許多相互間電互聯(lián)的蓄能單元，其中所述蓄能單元是按照本發(fā)明的蓄能單元。所述蓄能單元有利地通過連接部件相互間機(jī)械地和電地連接，有利地可拆卸地連接。如果蓄能單元構(gòu)造為電池模塊，則有利地能夠由電池模塊構(gòu)造電池系統(tǒng)或電池組。在此有利地給出在適配于應(yīng)用需求方面的高度變化性。

附圖說明

結(jié)合在附圖中示出的實(shí)施例詳細(xì)解釋本發(fā)明的其它有利的細(xì)節(jié)、特征和擴(kuò)展結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。在此：

圖1 在示意圖中示出按照本發(fā)明的蓄能單元的實(shí)施例的透視圖；

圖2 在示意圖中示出按照本發(fā)明的具有敞開的蓋部件的蓄能單元的另一實(shí)施例的透視圖；

圖3a 在示意圖中示出按照本發(fā)明的沒有蓋部件的蓄能單元的另一實(shí)施例的俯視圖；

圖3b在示意圖中示出按照本發(fā)明的沒有蓋部件的蓄能單元的另一實(shí)施例的俯視圖；

圖4在示意圖中示出按照本發(fā)明的蓄能單元的蓄能子單元的實(shí)施例的透視圖；

圖5在示意圖中示出按照本發(fā)明的蓄能單元的容納裝置和蓋部件的實(shí)施例的透視圖；

圖6在示意圖中示出按照本發(fā)明的蓄能單元的具有電路板的容納裝置實(shí)施例的俯視圖；

圖7 在示意圖中示出在圖6中所示的容納裝置與加入到容納裝置中的電路板的俯視圖；

圖8 在示意圖中示出按照本發(fā)明的蓄能單元的容納裝置的實(shí)施例側(cè)視圖；

圖9 在示意圖中示出按照本發(fā)明的蓄能單元的容納裝置的另一實(shí)施例的俯視圖；

圖10在示意圖中示出按照本發(fā)明的蓄能單元的容納裝置的另一實(shí)施例的俯視圖；

圖11在示意圖中示出按照本發(fā)明的蓄能單元的容納裝置的另一實(shí)施例的俯視圖；

圖12在示意圖中示出按照本發(fā)明的蓄能單元的容納裝置的另一實(shí)施例的俯視圖；

圖13在示意圖中示出按照本發(fā)明的蓄能單元的容納裝置的另一實(shí)施例的俯視圖；

圖14在示意圖中示出按照本發(fā)明的蓄能單元的容納裝置的另一實(shí)施例的俯視圖；

圖15在示意圖中示出按照本發(fā)明的蓄能單元的容納裝置的另一實(shí)施例的俯視圖；

圖16 在示意圖中示出按照本發(fā)明的沒有電路板的蓄能單元的另一實(shí)施例的透視圖；

圖17在示意圖中示出按照本發(fā)明的蓄能單元的容納裝置的另一實(shí)施例的透視圖；

圖18在示意圖中示出按照本發(fā)明的蓄能單元的容納裝置的另一實(shí)施例的俯視圖；

圖19在示意圖中示出按照本發(fā)明的蓄能單元的容納單元實(shí)施例的側(cè)視圖；

圖20在示意圖中示出按照本發(fā)明的蓄能單元的容納單元的另一實(shí)施例的俯視圖；

圖21在示意圖中示出按照本發(fā)明的蓄能單元的容納單元的另一實(shí)施例的俯視圖；

圖22在示意圖中示出 按照本發(fā)明的具有加入的蓄能子單元的蓄能單元的容納裝置的另一實(shí)施例的示意剖面圖；

圖23在示意圖中示出 按照本發(fā)明的具有電路板的蓄能單元的容納裝置的另一實(shí)施例的俯視圖；

圖24在示意圖中示出 按照本發(fā)明的蓄能單元的實(shí)施例的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

在圖1中示出按照本發(fā)明的蓄能單元1的實(shí)施例。在此蓄能單元1包括容納裝置2，它通過構(gòu)造為蓋的蓋部件3封閉。在此容納裝置2具有許多并排布置的容納單元（在圖1中看不到）。在此容納裝置2利用噴鑄工藝一體地這樣制成，使容納單元分別通過側(cè)壁在空間上限制。對(duì)于在圖1中所示的實(shí)施例蓋部件3同樣構(gòu)造為噴鑄件。

在圖1中所示的蓄能單元1還具有許多蓄能子單元（在圖1中由于通過蓋部件3封閉容納裝置2而看不到）。在此蓄能子單元分別包括第一電極和第二電極，其中個(gè)蓄能子單元的第一電極和第二電極布置在蓄能子單元的相互對(duì)置的側(cè)面上。在此在容納裝置2的容納單元中分別加入蓄能單元1的蓄能子單元。

容納單元的側(cè)壁分別構(gòu)造為利用冷卻劑通流的用于蓄能子單元溫控的冷卻裝置，其中通過冷卻劑管道接頭21可以輸入或排出蓋部件3中的冷卻劑。

蓄能單元1的蓄能子單元利用蓋部件3固定在容納單元中。在此蓄能子單元的電極布置在第一接觸面中（在圖1中用于通過蓋部件3封閉容納裝置2而看不到）和第二接觸面中（在圖1中由于通過蓋部件3封閉容納裝置2而看不到）。

在此第一接觸面位于蓄能單元1底面部位中。布置在這個(gè)接觸面中的堆積通過布置在容納裝置2的底部中的電路板（在圖1中由于通過蓋部件3封閉容納裝置2而看不到）相互間電互聯(lián)。

第二接觸面位于蓋部件3下方。在此布置在接觸面中的電極通過組合到蓋部件3中的電路板（在圖1中由于通過蓋部件3封閉容納裝置2而看不到）相互間電互聯(lián)。

在圖1中所示的蓄能單元1還具有側(cè)面的連接部件30,30’，通過它們蓄能單元1可以與另一相同構(gòu)造的蓄能單元機(jī)械地和電地連接成蓄能系統(tǒng)。在此蓄能單元1的連接部件30分別構(gòu)造成與另一蓄能單元的連接部件30’連接。在此在連接部件30,30’中分別組合接觸部件，用于導(dǎo)電連接蓄能單元1與另一蓄能單元。連接部件30,30’最好構(gòu)造為插連接件，由此可以建立蓄能單元1與另一蓄能單元的可拆卸連接。

此外在圖1中所示的蓄能單元的蓋部件3具有另一連接部件，用于使蓄能單元1與電消耗裝置導(dǎo)電連接，其中在所示的實(shí)施例中連接插頭4不計(jì)入另一連接部件。

在圖2中示出蓄能單元1的另一實(shí)施例，其中蓄能單元1具有通過蓋部件3封閉的容納裝置2，如同結(jié)合圖1解釋的那樣。尤其規(guī)定，蓄能單元1在此構(gòu)造為電池模塊，其中蓄能單元1的蓄能子單元5構(gòu)造為可再充電的電池元，最好構(gòu)造為鋰離子電池元。在此蓄能子單元5分別包括第一電極6和第二電極7。在此各個(gè)蓄能子單元5的第一電極6和第二電極7布置在蓄能子單元5的相互對(duì)置的側(cè)面上。

在此蓄能單元1的蓄能子單元5分別布置在容納裝置的容納單元中，并且這樣布置，使蓄能子單元5的電極6,7分別布置在第一接觸面（在圖2中在容納裝置2底部以上）和第二接觸面8中。

此外這樣布置蓄能子單元5，使第一電極6與并排布置的蓄能子單元5交替地布置在第一接觸面和第二接觸面8中。相應(yīng)地第二電極7也與并排布置的蓄能子單元交替地布置在第一接觸面和第二接觸面8中。在此通過蓄能子單元5的這種布置有利地尤其使蓄能子單元5的這種互聯(lián)相互協(xié)調(diào)。在此在如同在圖2中所示的蓄能子單元5的布置中尤其規(guī)定，蓄能子單元5電串聯(lián)。

除了蓄能子單元5的布置方式和方法以外，通過電路板的設(shè)計(jì)確定蓄能子單元5的互聯(lián)，通過電路板接通蓄能子單元5的電極6,7。在此規(guī)定蓄能子單元5布置在第一電路板上（在圖2中未詳細(xì)示出），其中這個(gè)第一電路板使布置在第一接觸面中的蓄能子單元5的電極6,7相互間電互聯(lián)。布置在第二接觸面8中的電極6,7利用布置在蓋部件3中的第二電路板10相互間電互聯(lián)。在此第二電路板10為了接通布置在第二接觸面8中的電極6,7具有接觸部件12。在此通過導(dǎo)體帶實(shí)現(xiàn)接觸部件12的互聯(lián)，導(dǎo)體帶涂覆在面對(duì)蓋部件3的電路板10一側(cè)上。

利用蓋部件3對(duì)于在圖2中所示的實(shí)施例蓄能子單元5還固定在容納單元中（在圖2中未詳細(xì)示出）。在此蓋部件3具有定位部件作為固定部件13，它們構(gòu)造成，嵌入到在容納裝置2的外側(cè)面上的對(duì)應(yīng)構(gòu)成的定位槽31中并且可拆卸地封閉容納裝置2。

對(duì)于在圖2中所示的按照本發(fā)明的蓄能單元1擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中，容納裝置2的容納單元的側(cè)壁構(gòu)造為用于蓄能子單元5溫控的溫控裝置，通過使側(cè)壁部分地構(gòu)造為冷卻通道14。在此在蓄能單元1的蓋部件3中布置與冷卻通道14對(duì)應(yīng)地構(gòu)造的接頭部件15，通過它們蓄能單元1可以連接在冷卻系統(tǒng)上（在圖2中未示出），其中尤其規(guī)定，冷卻劑通過至少一接頭部件15導(dǎo)入到冷卻通道14中，并且在通流至少一冷卻通道14以后通過另一接頭部件15再排出。用于排出或輸入冷卻劑的其它接頭16布置在容納裝置2的外側(cè)面上，其中尤其規(guī)定，如果蓄能單元1與另一蓄能單元機(jī)械地或者機(jī)械和電地連接的時(shí)候，其它接頭16與這個(gè)另一蓄能單元的對(duì)應(yīng)構(gòu)成的接頭部件連接。

在圖3a中示出蓄能單元1的另一實(shí)施例，其中布置在第二接觸面8中的電極6,7還未利用第二電路板電連接。

如同由圖3a看到的那樣，蓄能單元1的容納裝置2具有十二個(gè)容納單元，其中在每個(gè)容納單元中分別布置一個(gè)蓄能子單元5。在此容納單元分別通過環(huán)繞的側(cè)壁18在空間上限制。在此在側(cè)壁18中這樣布置冷卻通道14，使冷卻通道14平行于容納單元的縱向延伸方向布置。在此冷卻通道14分別被最多四個(gè)蓄能子單元5包圍。通過在容納裝置2的側(cè)面上的接頭部件16還可以輸入和排出冷卻劑。

在圖3b中示出蓄能單元的另一擴(kuò)展結(jié)構(gòu)變型。在這里為了蓄能子單元5的溫控，通過容納裝置2的側(cè)壁導(dǎo)引冷卻劑22，冷卻劑通過接頭部件16輸入以及排出。側(cè)壁最好幾乎以全部高度構(gòu)造為冷卻通道，通過冷卻通道通流冷卻劑22。由此有利地實(shí)現(xiàn)蓄能子單元的特別好的溫控。

在圖4中示出在按照本發(fā)明的蓄能單元1、尤其如同在圖1，圖2，圖3a和圖3b中所示的蓄能單元1中使用蓄能子單元5的可能的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)。

在此在圖4中示出的蓄能子單元5包括第一電極6和第二電極7，其中蓄能子單元5的第一電極6和第二電極7布置在蓄能子單元5的相互對(duì)置的側(cè)面上。尤其第一電極6可以是蓄能子單元5的正電極，第二電極是蓄能子單元5的負(fù)電極。蓄能子單元5最好被金屬外殼20包圍，它有利地防止水分?jǐn)D入到蓄能子單元5內(nèi)部。

尤其規(guī)定，在圖4中示出的蓄能子單元5是一個(gè)原電池、尤其一個(gè)次級(jí)電池元、最好是一個(gè)鋰離子電池元。

但是優(yōu)選規(guī)定，在圖4中示出的蓄能子單元5包括多個(gè)原電池、尤其是多個(gè)次級(jí)電池元、最好多個(gè)鋰離子電池元。在此原電池最好在蓄能子單元5內(nèi)部相互間電互聯(lián)。尤其規(guī)定，蓄能子單元包括許多并排布置的原電池、尤其四個(gè)原電池，它們電并聯(lián)。替代或附加地尤其規(guī)定，蓄能子單元5包括上下布置的原電池，其中上下布置的原電池最好電串聯(lián)。

在圖5中示出按照本發(fā)明的蓄能單元的容納裝置2與蓋部件3一起的實(shí)施例。容納裝置2尤其可以是結(jié)合圖1，圖2，圖3a和圖3b解釋的蓄能單元的容納裝置。

在此在圖5中所示的容納裝置2包括十二個(gè)容納單元17。在此容納單元17分別通過側(cè)壁18在空間上限制。在此側(cè)壁18構(gòu)造為溫控裝置，用于對(duì)加入到容納單元17中的蓄能子單元溫控，通過使側(cè)壁在一些位置上具有冷卻通道14。冷卻劑尤其可以通過布置在容納裝置2的外側(cè)面上的接頭部件16輸入和排出到冷卻通道14。

此外規(guī)定，在容納裝置2的底部部位中布置電路板（在圖5中未詳細(xì)示出），通過它們使加入到容納單元17中的蓄能子單元的電極相互間電互聯(lián)。在此容納裝置2具有抽屜。通過這個(gè)抽屜將布置在容納裝置2底部部位中的電路板加入到容納裝置2中，用于電連接布置在容納裝置底面部位中的蓄能子單元的電極。

用于電互聯(lián)其它電極的另一電路板可以有利地布置在蓋部件13中。為此蓋部件3最好具有容納部件（在圖5中未詳細(xì)示出），它們?nèi)菁{電路板在確定的位置，尤其如同在圖2中所示的那樣。

此外蓋部件3尤其構(gòu)造為，通過固定部件13（它們?cè)趫D5中構(gòu)造為定位鉤）與容納裝置2通過定位槽31可拆卸地連接。在此蓋部件有利地密封地封閉容納裝置2。

特別優(yōu)選容納裝置2和蓋部件3分別由一體的噴鑄件制成。

在圖6中示例地示出，電路板11（如同結(jié)合圖5解釋的那樣）如何加入到容納裝置2的抽屜19中，由此通過這個(gè)電路板11可以使加入到容納裝置2的容納單元17中的蓄能子單元的電極電連接。電路板11為此具有接觸部件12。在此通過導(dǎo)體帶（在圖6中未詳細(xì)示出）接觸部件12電互聯(lián)。在此電路板11和另一電路板、尤其布置在蓋部件中的電路板如同結(jié)合圖2解釋的那樣與蓄能子單元在容納單元17中的布置形式（通過正電極向上或者通過負(fù)電極向上）一起確定，蓄能子單元如何相互間互聯(lián)成蓄能單元。

如同由圖6看到的那樣，在其中示例示出的電路板11具有三個(gè)相互連接的區(qū)段，其中每個(gè)區(qū)段分別附屬于一排（在圖6中從左向右是一排）容納單元17。在此代替具有三個(gè)區(qū)段的電路板11也可以設(shè)有三個(gè)獨(dú)立的電路板。

按照在圖6中未示出的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)變型規(guī)定，接觸部件12尤其這樣彈性復(fù)位地構(gòu)成，使接觸部件在電路板11加入到容納裝置2的抽屜19中時(shí)向下頂壓并且接觸部件12在插入的電路板11情況下彈性加載地接觸插入到容納單元17中的蓄能子單元的電極。

在圖23中示出另一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)變型。在其中電路板11具有接觸焊盤作為接觸部件12。此外電路板11分別在接觸焊盤旁邊具有開孔33。在此這樣布置接觸部件，使它們終結(jié)在各自的孔上并因此伸進(jìn)到各自的開孔33的孔部位中，如同在圖23中示出的那樣。尤其可以規(guī)定，接觸焊盤彈性復(fù)位地構(gòu)成。有利地，構(gòu)造為接觸焊盤的接觸部件12以后與接觸它們的電極利用穿過各自的開孔33完成的點(diǎn)焊工藝被連接。

在圖7中示出圖6的容納裝置2，具有插入到抽屜19中的電路板11。按照有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)變型可以規(guī)定，電路板11接觸的蓄能子單元的電極由硬的、尖銳的材料制成并且在布置到容納單元12中時(shí)鉆入到接觸部件12中并因此保證以低的電接觸過渡電阻良好地接通，接觸部件在這個(gè)擴(kuò)展結(jié)構(gòu)變型中由軟的、導(dǎo)電材料制成。

尤其可以規(guī)定，具有插入到容納裝置2的容納單元17中的蓄能子單元的多個(gè)容納裝置2上下和/或并排地布置，其中尤其可以規(guī)定，冷卻通道14可以與其它蓄能單元的冷卻通道14連接，如同接頭部件16那樣。在上下布置蓄能單元時(shí)電路板11最好有利地這樣雙面印刷，電路板11一方面用于接通和互聯(lián)在第一接觸面中的電極，和此外用于接通和互聯(lián)在布置在位于下面的蓄能單元的第二接觸面中的電極。在此容納裝置2以及加入到中的電路板11猶如作為用于布置在其下面的容納裝置2的蓋部件3。在此這樣機(jī)械和電相互連接的蓄能單元形成按照本發(fā)明的蓄能系統(tǒng)。

圖8以側(cè)視圖示出按照本發(fā)明的蓄能單元的容納裝置2的另一實(shí)施例。在此在容納裝置2的底部部位中設(shè)有抽屜19，通過它插入電路板11到容納裝置中。

在圖9中示出按照本發(fā)明的蓄能單元的容納裝置2的另一擴(kuò)展結(jié)構(gòu)。在此容納裝置2在所示的實(shí)施例中具有五個(gè)容納單元17。在此容納單元17分別形成圓柱形容積室，在其中可以加入至少一圓形電池元作為蓄能子單元。在此容納單元17本身具有側(cè)壁18，它們?cè)诟┮晥D中向外各形成一個(gè)六邊形，由此容納單元17可以蜂窩形地并排布置。

在此規(guī)定，在容納單元18的側(cè)壁18中構(gòu)成中間空間作為冷卻通道14，它們可以被冷卻劑通流。因此側(cè)壁18有利地構(gòu)造為加入到容納單元17中的蓄能子單元（在圖9中未示出）的冷卻裝置。

尤其對(duì)于在圖9中示出的實(shí)施例中規(guī)定，容納單元17具有連接部件（在圖9中未詳細(xì)示出），通過它們?nèi)菁{單元17分別與另一容納單元17機(jī)械連接。容納裝置2可以有利地以原則上任意數(shù)量的容納單元17擴(kuò)展。由此尤其可以構(gòu)造不同容量和/或功率的蓄能單元。

圖10至13分別以俯視圖示出按照本發(fā)明的蓄能單元的容納裝置2的其它擴(kuò)展結(jié)構(gòu)變型。在此容納裝置2的容納單元17又分別構(gòu)成圓柱形容積室，在其中可以加入至少一圓形電池元作為蓄能子單元。

在圖10中所示的實(shí)施例中，容納單元17的側(cè)壁18分別這樣相互間隔，使得在容納單元17之間分別構(gòu)成中間空間23。然后通過中間空間23可以有利地導(dǎo)引冷卻劑22，用于溫控布置在容納單元17中的蓄能子單元。在此中間空間23最好蜿蜒型地構(gòu)成。

在圖11中所示的實(shí)施例中規(guī)定，容納單元以微小的包裝密度相互間緊密地布置，其中由于圓形構(gòu)成的側(cè)壁18，形成的中間空間23被構(gòu)造成與容納單元17的縱向延伸方向平行延伸的冷卻通道。容納裝置2還在其側(cè)面被密封壁24包圍，密封壁使容納裝置2對(duì)外密封并因此有利地防止冷卻劑漏出。

在圖11，圖12和圖13中分別以俯視圖示出按照本發(fā)明的蓄能單元1的容納裝置2的其它有利擴(kuò)展結(jié)構(gòu)。在此在側(cè)壁18之間構(gòu)成中間空間23，在其中可以導(dǎo)引冷卻劑，用于溫控加入到容納單元17中的蓄能子單元。在此容納裝置2被密封壁24包圍，它防止冷卻劑在側(cè)面上漏出。

在圖12中示出的實(shí)施例規(guī)定，一組32容納單元17分別相互間隔地布置，如同在圖12中示出的那樣。由此在容納單元17的組32之間分別構(gòu)成中間空間23，通過它可以導(dǎo)引冷卻劑，用于溫控布置在容納單元中的蓄能子單元。

圖13示出在圖11和圖12中所示的容納單元17布置的有利組合。即，在此設(shè)有平行于容納單元17縱向延伸方向布置的冷卻劑通道，如同包圍三組32容納單元的中間空間23那樣，通過它可以導(dǎo)引冷卻劑。

圖14示出蓄能單元1的實(shí)施例，具有利用噴鑄工藝一體制成的容納裝置2。中間空間23以后分別通過蓋部件3封閉，如同在圖15中示例示出的那樣，通過中間空間可以蜿蜒地流動(dòng)冷卻劑。在此冷卻劑可以通過接頭部件16輸入以及排出。在此在被側(cè)壁18包圍的容納裝置的容納單元中分別布置圓形電池元作為蓄能子單元5。在此蓄能子單元5還未相互間互聯(lián)。

圖16示出蓄能單元1的另一實(shí)施例，其中包括許多蓄能子單元，它們分別通過兩個(gè)上下布置的電池元25構(gòu)成。在此上下布置的電池元25電串聯(lián)。在此蓄能子單元的上電池元25的電極6’是蓄能子單元的第一電極6。在此下電池元25的下電極是蓄能子單元的第二電極7。通過側(cè)壁18仍然構(gòu)成中間空間23作為冷卻通道，通過它們可以導(dǎo)引冷卻劑。在此中間空間23這樣分開，通過中間空間23的上部分冷卻劑在第一方向上流動(dòng)，并且通過中間空間23的下部分在與單一方向相反的第二方向上最好這樣流動(dòng)，使得通過中間空間23的下部分實(shí)現(xiàn)冷卻劑回流。

在圖17中示出按照本發(fā)明的蓄能單元1的容納裝置2的另一實(shí)施例。在此容納裝置2包括許多容納單元17，它們具有圓柱形的容積室，用于加入蓄能子單元、尤其圓形電池元。在此容積室分別通過環(huán)繞的側(cè)壁18限制。在此側(cè)壁最好由金屬制成。但是按照一實(shí)施例變型側(cè)壁也可以由塑料制成。在各自容納單元17的相互對(duì)置的端部上容納裝置2具有使容納單元17相互連接的連接板26。這個(gè)連接板例如可以焊接在容納單元17上。尤其規(guī)定，密封壁包圍容納裝置2地布置，如同在圖11至圖14中示出的那樣，由此冷卻劑可以繞流容納單元17。

代替大面積的連接板26尤其可以規(guī)定，每個(gè)容納單元具有封閉部件作為連接部件27，如同在圖18中示例地示出的那樣。在此容納單元17通過六邊形構(gòu)成的連接部件連接，尤其通過焊接，由此得到蜂窩結(jié)構(gòu)。

在圖19中示出容納單元17，它具有管狀的側(cè)壁，其中容納單元17的端部分別具有擴(kuò)大部位29，通過它一個(gè)或多個(gè)電池元作為蓄能子單元可以加入到容納單元17中。擴(kuò)大部位29尤其可以矩形地?cái)U(kuò)大或者是正方形地?cái)U(kuò)大，如同例如在圖20中的容納單元17的俯視圖中示出的那樣，或者蜂窩形地?cái)U(kuò)大，如同例如在圖21中的容納單元17的俯視圖中示出的那樣。

如果容納單元17通過擴(kuò)大部位29相互連接，例如通過擴(kuò)大部位29相互焊接，那么在容納單元17的中間部位之間分別構(gòu)成空穴，它可以被冷卻介質(zhì)、例如水通流。在圖22中示例地示出這種多個(gè)容納單元17布置成容納裝置2。在此在容納單元17中分別加入蓄能子單元5。在側(cè)壁18與蓄能子單元5之間的縫隙通過傳導(dǎo)的粘接劑28、尤其導(dǎo)熱的環(huán)氧膠充滿。在此蓄能子單元5有利地通過塑料薄膜（在圖22中未詳細(xì)示出）相對(duì)于容納單元17電絕緣。如果容納單元17由塑料材料制成，通過塑料薄膜可以省去絕緣。在此通過在側(cè)壁18之間的中間空間23可以有利地加入冷卻劑，用于溫控蓄能子單元5。

圖24示出按照本發(fā)明構(gòu)成的蓄能單元1的另一有利的實(shí)施例。這個(gè)蓄能單元1的容納裝置2包括第一抽屜19，在其中插入第一電路板11，用于接通布置在第一接觸面9中的電極（在圖24中未詳細(xì)示出）。此外這個(gè)蓄能單元1的容納裝置2包括第二抽屜19’，在其中插入第二電路板10，用于接通布置在第一接觸面8中的電極（在圖24中未詳細(xì)示出）。在此第一電路板11和第二電路板10分別形成蓋部件，即第一電路板11和第二電路板10封閉容納裝置2，同時(shí)固定在其中布置在各自的容納單元中的蓄能子單元（在圖24中未詳細(xì)示出）。

在附圖中示出并結(jié)合附圖解釋的實(shí)施例用于解釋本發(fā)明并且不受此局限。在附圖中示出的實(shí)施例還部分地不成比例地示出。