电池模块壳体以及用于将电池组单体电池定位并且固定在电池模块壳体的内部的方法与流程

1.本发明涉及一种电池模块壳体，电池组单体电池支架能够装入到所述电池模块壳体中，所述电池组单体电池支架被设立用于接纳至少一个第一电池组单体电池。此外，本发明涉及一种用于将电池组单体电池定位并且固定在电池模块壳体的内部的方法。


背景技术：

2.电池、尤其是用电来运行的车辆的车辆电池包括多个彼此连接的电池模块。所述电池模块则包括电池组单体电池。所述电池组单体电池能够是圆形单体电池。在合并电池模块时，用被焊接在另一个电池模块的另外的电池组单体电池上的接触冠来接触所述圆形单体电池，以用于在电池模块之间建立电接触。
3.de 10 2012 219 782说明了一种尤其用在车辆中的电池模块。所述电池模块包括尤其箱形的电池模块壳体，该电池模块壳体接纳着一定数目的电池组单体电池并且具有第一侧壁和第二侧壁以及第一端壁和第二端壁，其中所述第一和第二端壁在在所述第一和第二侧壁的对置的端部处将其连接起来，并且所述电池模块如此构成，使得其能够与相同的电池模块上下重叠地堆放，其中上面的电池模块的端壁安放在下面的电池模块的端壁上并且/或者所述第一端壁和第二端壁分别具有至少一个上调节面和至少一个下调节面，其中所述相应的端壁的上调节面与下调节面之间的间距大于所述电池模块壳体的布置在第一端壁与第二端壁之间的区段的高度。
4.在用接触冠接触电池组单体电池时，可能出现的情况是，所述电池组单体电池由于公差而没有足够精确地相对于所述接触冠定向并且在将电池组单体电池插入到所述接触冠中时该接触冠受到损坏。所述接触冠的接触凸肩在此可能由于电池组单体电池的相对于接触冠的不精确的定向而受到损坏。此外，所述电池组单体电池的壳体可能受到损坏，由此可能产生短路。


技术实现要素：

5.因此，本发明的任务是，在使用在设计上尽可能简单的器件的情况下使电池组单体电池的相对于接触元件的精确的合并变得容易。
6.该任务通过独立权利要求的主题来解决。本发明的有利的改进方案在从属权利要求、说明书和附图中得到了说明。
7.本发明的一个方面涉及一种电池模块壳体，该电池模块壳体包括：接纳部，所述接纳部被设立用于接纳接触元件，其中所述接触元件被设立用于与至少一个电池组单体电池电接触；以及定位元件，所述定位元件布置在所述接纳部上并且被设立用于使所述至少一个电池组单体电池相对于所述接纳部和接触元件如此定位，以用于能够实现所述至少一个电池组单体电池的相对于接触元件的定位和固定。
8.所述至少一个电池组单体电池优选是圆形单体电池。所述接纳部比如能够由塑料
构成并且被设立用于接纳所述接触元件。比如所述接纳部能够通过注塑法来制造。所述至少一个电池组单体电池比如能够布置在另一个电池模块壳体中。
9.在所述接纳部上布置了定位元件，该定位元件使另一个电池模块壳体的至少一个电池组单体电池相对于所述接纳部定位。这使得所述至少一个电池组单体电池的朝接触元件中的插入以及所述至少一个电池组单体电池与接触元件的精确接触变得容易。所述接触元件能够比如包括接触凸肩，所述接触凸肩在将所述至少一个电池组单体电池插入到接触元件中时弯曲出去并且与所述至少一个电池组单体电池的外周面接触，以便建立电接触。所述至少一个电池组单体电池被固定在接触元件中。所述定位元件相对于接纳部具有突出部分，使得所述至少一个电池组单体电池在接触所述接触凸肩之前就已经精确地相对于接纳部定位。所述突出部分的高度在此能够通过接触冠的接触凸肩的高度来确定。由此防止所述接触凸肩由于至少一个电池组单体电池而违反本意地镦粗。
10.此外，所述定位元件包括多个子元件、像比如定心锥，所述定心锥优选布置在接纳部上的用于接触元件的留空部的边缘区域中。所述子元件的接触面能够与至少一个电池组单体电池的外部形状相匹配，使得所述至少一个电池组单体电池以尽可能多的面积抵靠在定位元件的子元件上。能够在所述接纳部上布置多个定位元件，以用于使多个电池组单体电池相对于接纳部定位。
11.所述接触元件的位置能够通过另一个电池组单体电池来确定，所述另一个电池组单体电池能够装入在电池模块壳体中并且能够与接触元件相接触。所述接触元件比如作为接触冠被置定到接纳部上并且在另一个电池组单体电池的正极及负极处在接触区域中与所述另一个电池组单体电池焊接在一起。所述电池模块壳体能够具有用于另一个电池组单体电池的电池组单体电池支架。所述电池组单体电池比如能够由发泡材料构成并且通过注塑法来制造。
12.此外，所述定位元件被构造为三个定心锥并且所述定心锥以三角形布置在接纳部上。所述三个定心锥一起形成所述定位元件。所述定心锥分别具有锥形的基体并且如此布置在接纳部上，使得所述定心锥以其中心形成一个三角形。由此使所述至少一个电池组单体电池相对于接纳部定位，而所述至少一个电池组单体电池在定位期间不可能滑动。
13.此外，所述定位元件被构造为六个定心锥并且所述定心锥以六边形布置在接纳部上。借助于六个定心锥，能够实现所述至少一个电池组单体电池的相对于接纳部的精确的定向。
14.在一种实施例中，所述电池模块壳体包括多个定位元件，其中至少两个并排的定位元件共享所述定心锥之一。由此，能够实现多个电池组单体电池的节省位置空间及结构空间的布置。比如，由此能够将多个电池组单体电池以错移的布置方式布置在电池模块壳体中。
15.在另一种实施例中，所述定位元件包括导入棱角，该导入棱角被设立用于使至少一个电池组单体电池的朝定位元件中的插入变得容易。所述至少一个电池组单体电池能够在将至少一个电池组单体电池插入到定位元件中的期间通过导入棱角更加精确地得到导引。另外，所述至少一个电池组单体电池在插入的期间通过导入棱角得到了保护，以防止在使至少一个电池组单体电池与定位元件接触时可能产生的损坏。
16.此外，所述定位元件包括修平的棱边，所述修平的棱边用作定位元件的相对于至
少一个电池组单体电池的接触面。通过所述作为接触面的修平的棱边，所述至少一个电池组单体电池更好地被保持在定位元件的子元件之间。
17.此外，所述至少一个定位元件能够被构造为框架，该框架能够布置在接触元件上。比如，所述框架能够布置在所述接触元件上面并且在框架角上比如通过卡夹连接与电池模块壳体相连接。所述框架在至少一个电池组单体电池所定位的区域中包括留空部。所述留空部具有和至少一个电池组单体电池相同的尺寸。所述框架具有特定的厚度，使得所述至少一个电池组单体电池的、在插入到接触元件中的期间的运动公差能够得到补偿。
18.本发明的另一个方面涉及一种具有电池模块壳体的电池模块，所述电池模块壳体包括：接纳部，在所述接纳部中接纳了接触元件，其中所述接触元件与至少一个电池组单体电池电接触；以及定位元件，所述定位元件布置在接纳部上并且使至少一个电池组单体电池相对于接纳部和接触元件如此定位，以用于简化所述至少一个电池组单体电池的相对于接触元件的定位和固定。
19.此外，本发明涉及多个电池模块的一种布置结构。所述电池模块被合并。所述被合并的电池模块能够被装入到电池、尤其用电来运行的车辆的车辆电池中。
20.比如，在第一电池模块中所述另一个电池组单体电池被接纳在第一电池模块的电池组单体电池支架中。在所述第一电池模块的接纳部中接纳了接触元件，该接触元件建立第一电池模块的另一个电池组单体电池与另一个电池模块的至少一个电池组单体电池之间的电接触。所述至少一个电池组单体电池通过定位元件相对于接纳部来定位。所述定位元件布置在第一电池模块的接纳部上。比如，所述另一个电池模块能够额外地与第三电池模块合并。在此，第三电池组单体电池能够通过另一个电池模块的定位元件来相对于所述另一个电池模块的接纳部定位。所述另一个电池模块的接触元件能够建立另一个电池组单体电池与第三电池组单体电池之间的电接触。能够将任意多的电池模块合并。
21.本发明的另一个方面涉及一种用于将电池组单体电池定位并且固定在电池模块壳体的内部的方法，所述电池模块壳体包括：接纳部，所述接纳部被设立用于接纳接触元件，其中所述接触元件被设立用于与至少一个电池组单体电池电接触；以及定位元件，所述定位元件布置在所述接纳部上并且被设立用于使所述至少一个电池组单体电池相对于所述接纳部和接触元件如此定位，以用于能够实现所述至少一个电池组单体电池的相对于接触元件的定位和固定。
22.最后将所述电池组单体电池插入到接纳部中并且将所述定位元件布置在所述接纳部上，使得所述电池组单体电池相对于所述接触元件得到定位和固定。
23.所述多个电池组单体电池的在不同的电池模块内部的定位和固定能够自动化地进行并且随后能够将相应的电池模块优选在自动化的范围内合并。
24.所述被合并的电池模块比如能够被装入到电池或者高压蓄能器、尤其是用电来运行的车辆的车辆电池的壳体中。
25.此外规定，所述定位元件被构造为三个定心锥并且所述定心锥以三角形布置在接纳部上并且由此相对于电池组单体电池来布置，从而在相对于接纳部布置所述定心锥时并且由此在布置接触元件时对所述电池组单体电池进行定位和固定。
26.同样已经证实为有利的是，所述定位元件包括导入棱角并且由此所述至少一个电池组单体电池的朝定位元件中的插入变得容易。
27.本发明的另外的可能的优点、特征和细节从以下对于一种优选的实施例的描述中并且借助于附图来得出。前面在说明书中所提到的特征和特征组合以及接下来在附图说明中并且/或者在附图本身中所示出的特征和特征组合能够不仅在相应所说明的组合中、而且也在其他的组合中或者单独地使用，而不离开本发明的范围。
附图说明
28.下面参照附图对本发明的一种有利的实施例进行解释。其中：图1示出了按照一种实施例的电池模块的分解图；图2示出了按照另一种实施例的电池模块的俯视图；图3示出了按照另一种实施例的电池模块的俯视图；图4示出了按照另一种实施例的电池模块的俯视图的截取部分；图5示出了按照另一种实施例的定位元件的俯视图；图6示出了定位元件的侧面图并且图7示出了一种示范性的用于将电池组单体电池定位并且固定在电池模块壳体的内部的方法的示意图。附图仅仅是示意图并且仅仅用于解释本发明。相同的或者起相同作用的元件连续地设有相同的附图标记。
具体实施方式
29.图1示出了按照一种实施例的电池模块100的分解图。所述电池模块100包括多个电池组单体电池102。所述电池组单体电池102被装入在电池组单体电池支架101中。所述电池组单体电池支架101比如能够由发泡材料制成。所述电池组单体电池支架101与电池组单体电池102一起布置在接纳部103中。所述接纳部103包括用于电池组单体电池102的留空部并且比如能够通过注塑法来制造。在所述留空部上布置了第一定位元件105和第二定位元件106。所述定位元件105、106包括定心锥107a、107b、107c、108a、108b、108c，所述定心锥按照本实施例分别以三角形分别围绕着一个用于电池组单体电池102的留空部来布置。作为接触元件的接触冠104被焊接到所装入的电池组单体电池102上，所述接触冠104在所述电池模块100与另一个电池模块100合并时建立所装入的电池组单体电池102与另一个电池模块100的另外的电池组单体电池102之间的电接触。所述另外的电池组单体电池102在电池模块100的合并的状态中在接触冠104的、与焊接有电池组单体电池102的一侧对置的一侧上被插入到接触冠104中。
30.按照本实施例，所述接触冠104之一分别包括八个接触凸肩109，所述接触凸肩是有弹力的并且在将另外的电池组单体电池102插入到接触冠104中时弯曲并且与相应的另外的电池组单体电池102的外周面接触，以用于由此不仅建立所述另外的电池组单体电池102的固定状态而且建立所述电池组单体电池102与另外的电池组单体电池102之间的电接触。在将所述另外的电池组单体电池102插入到接触冠104中的期间，所述定位元件105、106用其定心锥107a、107b、107c、108a、108b、108c使所述另外的电池组单体电池102精确地相对于接纳部103定位，使得所述插入过程变得容易并且所述接触凸肩109在插入的期间没有被另外的电池组单体电池102损坏。比如，所述电池模块100能够包括用于对电池组单体电
池102进行冷却的冷却组件、比如冷却板。此外，能够在所述电池模块100上布置另外的电子组件。
31.图2示出了按照另一种实施例的电池模块100。所述定位元件105、106沿着另外的电池组单体电池102的插入方向伸出超过接纳部，使得所述另外的电池组单体电池102在将另外的电池组单体电池102插入到接触冠104中时已经在接触所述接触凸肩109之前相对于接纳部103精确定位。所述定心锥107a、107b、107c、108a、108b、108c能够比如以六边形围绕着留空部来布置。所述定心锥107a、107b、107c、108a、108b、108c中的每个定心锥包括导入棱角，由此所述另外的电池组单体102朝接触冠104中的插入变得容易。按照本实施例，两个定位元件105、106共享一个定心锥107c、108c。通过所述定位元件105、106的布置，能够将所述电池组单体电池102错移地并且由此节省位置空间地布置在电池模块100中。
32.此外，所述接纳部103能够在留空部之间具有缺口。在与此相对应的情况下，所述接触冠104能够通过接片来彼此连接。为了将所述接触冠104精确地布置在电池组单体电池102上，在所述接触冠104布置在接纳部103上时，所述接触冠104的接片被放入到接纳部103的缺口中。
33.图3示出了按照另一种实施例的电池模块100。按照本实施例，所述电池组单体电池102被装入在接纳部中并且所述接触冠104与电池组单体电池102焊接在一起。按照图3变得清楚的是，所述接触冠104相对于电池组单体电池102居中地布置。能够将任意多的电池组单体电池102布置在所述电池模块100中。
34.图4示出了按照另一种实施例的电池模块100的截取部分。按照本实施例，所述电池组单体电池102被装入在电池模块100中。在另一种实施例中没有装入任何电池组单体电池102。所述定心锥107a、107b、107c、108a、108b、108c的与另外的电池组单体电池102的接触面被修平。由此，所述另外的电池组单体电池102能够在相对于接纳部103定位并且插入到接触冠104中的期间更好地被保持在定心锥107a、107b、107c、108a、108b、108c之间。
35.图5示出了所述定位元件106的俯视图。在本实施例中，所述接触冠104相对于接纳部103偏心地布置。在另一种实施例中，所述接触冠10相对于接纳部103定心地定向。由图5可以看出所述定心锥108a、108b、108c的修平的棱边。所述接触冠104的接触凸肩109在将另外的电池组单体电池102插入到接触元件104中的期间不会被另外的电池组单体电池102的定心锥108a、108b、108c损坏。
36.图6示出了所述定位元件106的侧面图。所述定位元件106伸出超过接纳部103。所述定位元件106的高度通过接触凸肩109的高度来确定。按照图6，所述定位元件106高于接触凸肩109。为了不损坏所述接触凸肩109，所述定位元件106至少必须和接触凸肩109一样高。
37.图7示出了一种示范性的用于将电池组单体电池定位并且固定在电池模块壳体的内部的方法的示意图。
38.在第一步骤s1中提供第一电池模块100。在所述电池模块100中能够装入所述电池组单体电池102。所述电池组单体电池102能够由所述优选由发泡材料制成的电池组单体电池支架101保持在所述电池模块100中。所述接触冠104作为接触元件能够被焊接在所述电池组单体电池102上。
39.在第二步骤s2中提供另一个电池模块100。在所述另一个电池模块100中装入了另
外的电池组单体电池102，在第三步骤s3中在将第一电池模块100与另一个电池模块100合并的期间使所述另外的电池组单体电池102相对于第一电池模块100的接纳部103和接触元件104定位，以用于使所述另外的电池组单体电池102朝接触元件104中的插入变得容易。
40.在第三步骤s3中将所述两个电池模块100合并，方法是：将所述另一个电池模块100插接到所述第一电池模块100上。在此，通过定位元件105、106使所述另一个电池模块100的电池组单体电池102相对于所述第一电池模块100的接纳部103定位。通过所述定位元件105、106使所述电池组单体电池102如此定位，以用于使所述电池组单体电池102朝接触冠104中的插入变得容易。所述接触冠104的接触凸肩109在此与相应的电池组单体电池102的外周面相接触并且由此将所述电池组单体电池102固定在接触元件104中。在所述第一电池模块100中同样装入电池组单体电池102中时，在所述第一电池模块100与所述另一个电池模块100之间产生电接触。
41.所述两个电池模块100的合并比如能够自动化地在生产过程中进行。通过本发明的方面能够使电池模块100的合并变得容易。尤其所述接触元件在将所述另一个电池组单体电池102插入到该接触元件中时不会被定位元件损坏。能够额外地将所述电池组单体电池102节省位置空间地布置在所述电池模块100中。附图标记列表：100
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电池模块101
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电池组单体电池支架102
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电池组单体电池103
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接纳部104
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接触冠105
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第一定位元件107a
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所述第一定位元件的定心锥107b
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所述第一定位元件的定心锥107c
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所述第一定位元件的定心锥106
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第二定位元件108a
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所述第二定位元件的定心锥108b
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所述第二定位元件的定心锥108c
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所述第二定位元件的定心锥109
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接触凸肩s1
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提供电池模块壳体s2
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提供定位元件s3
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将所述电池组单体电池推入到接纳部中并且将所述定位元件布置在接纳部上。