阅读说明：本技术 用于机动车辆的电池模块 (Battery module for a motor vehicle ) 是由 P·克勒纳 J·鲍莱恩 M·科尔曼泰勒 于 2019-07-04 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于机动车辆的电池模块(20)。该电池模块(20)包括：一个电池模块壳体(30)；至少一个电池单元组(40,41),该电池单元组沿安装方向(M1,M2)被插入该电池模块壳体(30)中并且包括至少两个电串联连接的电池单元；以及至少两个用于封闭该电池模块壳体(30)的头板(50)。这些头板(50)被布置并设计为,用于沿安装方向(M1,M2)间接地或直接地向该电池单元组(40,41)上施加预紧力。(The invention relates to a battery module (20) for a motor vehicle. The battery module (20) includes: a battery module housing (30); at least one cell group (40, 41) which is inserted into the battery module housing (30) in a mounting direction (M1, M2) and comprises at least two battery cells which are electrically connected in series; and at least two head plates (50) for enclosing the battery module housing (30). The head plates (50) are arranged and designed to apply a pretensioning force to the cell stacks (40, 41) indirectly or directly in the installation direction (M1, M2).)

用于机动车辆的电池模块

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的电池模块以及一种用于安装此类电池模块的方法。该电池模块可以是机动车辆电池、尤其机动车辆牵引电池的电池模块。

背景技术

从现有技术中已知如下电池模块，其包括一个电池模块壳体和多个相互电连接的电池单元，这些电池单元以电池单元组的形式布置在电池模块壳体的内部。

在电池单元运行期间(充电/放电)，可能导致电池单元的膨胀，即所谓的肿胀。电池单元的膨胀可能导致电池单元的使用寿命缩短。为了防止使用寿命缩短，从现有技术中已知的是，借助金属性质的张紧带对电池单元进行预紧，然后将这些电池单元***该电池模块壳体中。

发明内容

本发明的目的是提供一种电池模块，该电池模块具有简化的安装以及延长的使用寿命。

该目的通过根据下述1所述的电池模块以及根据下述10所述的用于安装电池模块的方法来实现，下述2-9和11-15为本发明的优选技术方案：

1.一种用于机动车辆的电池模块，该电池模块包括：一个电池模块壳体(30)；至少一个电池单元组(40，41)，该电池单元组沿安装方向(M1，M2)被***该电池模块壳体(30)中并且包括至少两个电串联连接的电池单元；以及，两个用于封闭该电池模块壳体(30)的头板(50)，其特征在于，该头板(50)被布置并设计为用于沿安装方向(M1，M2)间接地或直接地向所述电池单元组(40，41)施加预紧力。

2.根据上述1所述的电池模块，其特征在于至少两个电池单元组(40，41)，这些电池单元组沿安装方向(M1，M2)彼此前后地布置，其中所述头板(50)被布置并设计为用于沿安装方向(M1，M2)间接地或直接地向这些电池单元组(40，41)施加预紧力。

3.根据上述1或2之一所述的电池模块，其特征在于，该电池模块壳体(30)从四个侧面包围该电池单元组(40，41)或这些电池单元组(40，41)，其中在该电池模块壳体(30)的其余两个侧面处各自布置有开口(32)，穿过该开口将该电池单元组(40，41)沿安装方向(M1，M2)***该电池模块壳体(30)中并且该开口借助所述头板(50)之一被封闭。

4.根据上述1至3之一所述的电池模块，其特征在于，所述头板(50)以形状配合和/或力配合和/或材料配合的方式与该电池模块壳体(30)相连接、优选拧接或焊接。

5.根据上述1至4之一所述的电池模块，其特征在于至少一个弹簧元件(60)，该弹簧元件布置在所述头板(50)与电池单元组(40，41)之间和/或布置在所述电池单元组(40，41)之间。

6.根据上述5所述的电池模块，其特征在于，该至少一个弹簧元件(60)被设计为片形弹簧或碟形弹簧。

7.根据上述5或6之一所述的电池模块，其特征在于，该弹簧元件(60)由钢或纤维增强的塑料制成，尤其由玻璃纤维增强的塑料制成。

8.根据上述5至7之一所述的电池模块，其特征在于，该弹簧元件(60)被设计为，用于在其弹簧行程上将基本上恒定的力施加到该电池单元组(40，41)和/或头板(50)上。

9.根据上述1至8之一所述的电池模块，其特征在于至少一个补偿元件(70)，该补偿元件被布置成用于补偿该头板(50)与该电池单元组(40，41)之间和/或这些电池单元组(40，41)之间的公差。

10.一种用于电池模块(20)的安装方法，该方法包括以下方法步骤：

-提供一个电池模块壳体(30)、至少一个电池单元组(40，41)、以及两个头板(50)，其中所述至少一个电池单元组(40，41)包括至少两个电串联连接的电池单元；

-将至少一个电池单元组(40，41)沿安装方向(M1，M2)***该电池模块壳体(30)中；并且

-封闭该电池模块壳体(30)并且通过所述头板(50)沿安装方向(M1，M2)间接地或直接地对该至少一个电池单元组(40，41)进行预紧。

11.根据上述10所述的安装方法，其特征在于，沿安装方向(M1，M2)将至少两个电池单元组(40，41)彼此前后地布置到该电池模块壳体(30)中，其中借助所述头板(50)沿安装方向(M1，M2)对该至少两个电池单元组(40，41)进行预紧。

12.根据上述10或11之一所述的安装方法，其中该电池模块壳体(30)从四个侧面包围该电池单元组(40，41)或这些电池单元组(40，41)，其中在该电池模块壳体(30)的其余两个侧面处各自布置有开口(32)，其特征在于，穿过所述开口(32)之一将该电池单元组(40，41)沿安装方向(M1，M2)***该电池模块壳体(30)中。

13.根据上述10至12之一所述的安装方法，其特征在于，为了封闭该电池模块壳体(30)并且为了间接地或直接地沿安装方向(M1，M2)对该至少一个电池单元组(40，41)进行预紧，所述头板(50)以形状配合和/或力配合和/或材料配合的方式与该电池模块壳体(30)相连接、优选拧接或焊接。

14.根据上述10至13之一所述的安装方法，其特征在于，在所述头板(50)与电池单元组(40，41)之间和/或在所述电池单元组(40，41)之间布置至少一个弹簧元件(60)，其中优选地借助该弹簧元件(60)在其弹簧行程上施加基本上恒定的力到该电池单元组(40，41)和/或该头板(50)上。

15.根据上述10至14之一所述的安装方法，其特征在于，在所述头板(50)与电池单元组(40，41)之间和/或在所述电池单元组(40，41)之间布置至少一个补偿元件(70)，其中优选地借助该补偿元件(70)补偿所述头板(50)与电池单元组(40，41)之间和/或所述电池单元组(40，41)之间的公差。

根据本发明的电池模块包括：一个电池模块壳体；至少一个电池单元组，该电池单元组沿安装方向被***该电池模块壳体中并且包括至少两个电串联连接的电池单元；以及两个用于封闭该电池模块壳体的头板。这些头板被布置并设计为，用于沿安装方向间接地或直接地向该电池单元组上施加预紧力。

这样的构型允许简化电池模块的安装并且同时实现电池模块的长的使用寿命。在使用承载负荷的电池模块时，本发明是特别有利的，因为电池模块壳体已经考虑到机动车辆的碰撞要求在无需进一步适配电池模块壳体的情况下满足用于接收电池单元的膨胀力的结构机械上的要求(壁厚度、强度等)。

在一个优选的构型中，该电池模块包括至少两个沿安装方向彼此前后布置的电池单元组，其中这些头板被布置并设计为，用于沿安装方向间接地或直接地向电池单元组上施加预紧力。

优选地，该至少两个电池单元组中的第一电池单元组沿着第一安装方向、并且该至少两个电池单元组中的第二电池单元组沿着第二安装方向***电池模块壳体中，其中第二安装方向与第一安装方向相反地延伸。

在一个优选的构型中，该电池模块壳体从四个侧面包围该电池单元组或这些电池单元组，其中在电池模块壳体的其余两个面处各自相应布置有开口，通过该开口将电池单元组沿安装方向(优选沿第一安装方向和/或沿第二安装方向)***电池模块壳体中并且该开口借助头板之一封闭。

优选地，所述头板以形状配合和/或力配合和/或材料配合的方式与电池模块壳体相连接、优选拧接或焊接。

在一个优选的构型中，电池模块还包括至少一个弹簧元件，该弹簧元件布置在这些头板与该电池单元组之间和/或在这些电池单元组之间。

该弹簧元件可以用于对电池单元组进行预紧并补偿电池单元的膨胀。

优选地，该至少一个弹簧元件可以被设计为片形弹簧或碟形弹簧。

在一个优选的构型中，该弹簧元件由钢或纤维增强的塑料制成，尤其由玻璃纤维增强的塑料制成。

该弹簧元件优选被设计为，用于在其弹簧行程上将基本上恒定的力施加到电池单元组和/或头板上。由此可以进一步提高电池单元的使用寿命。

在一个优选的构型中，电池模块还包括至少一个补偿元件，该补偿元件被布置成用于补偿这些头板与该电池单元组之间和/或这些电池单元组之间的公差。

此外，本发明还涉及一种用于安装电池模块的方法，该方法包括以下方法步骤：

-提供一个电池模块壳体、包括至少两个电串联连接的电池单元的至少一个电池单元组、以及两个头板；

-将至少一个电池单元组沿安装方向***该电池模块壳体中；并且

-封闭该电池模块壳体并且通过这些头板沿安装方向间接地或直接地对该至少一个电池单元组进行预紧。

在一个优选的构型中，将至少两个电池单元组沿安装方向彼此前后地布置到该电池模块壳体中，其中借助这些头板沿安装方向对该至少两个电池单元组进行预紧。

优选地，将该至少两个电池单元组中的第一电池单元组沿着第一安装方向、并且将该至少两个电池单元组中的第二电池单元组沿着第二安装方向***电池模块壳体中，其中第二安装方向与第一安装方向相反地延伸。

在一个优选的构型中，该电池模块壳体从四个侧面包围该电池单元组或这些电池单元组，其中在该电池模块壳体的其余两个侧面处各自布置有开口，其特征在于，穿过这些开口之一将该电池单元组沿安装方向***该电池模块壳体中。

优选地，为了封闭该电池模块壳体并且为了间接地或直接地沿安装方向对该至少一个电池单元组进行预紧，这些头板以形状配合和/或力配合和/或材料配合的方式与该电池模块壳体相连接、优选拧接或焊接。

在一个优选的构型中，在该头板与该电池单元组之间和/或在这些电池单元组之间布置至少一个弹簧元件，其中优选地借助该弹簧元件在其弹簧行程上施加基本上恒定的力到该电池单元组和/或该头板上。

优选地，在该头板与该电池单元组之间和/或在这些电池单元组之间布置至少一个补偿元件，其中优选地借助该补偿元件补偿这些头板与该电池单元组之间和/或这些电池单元组之间的公差。

附图说明

将借助于下文描述的实施例解释根据本发明的电池模块和根据本发明的用于安装电池模块的方法的细节和其他优点。在此示出：

图1和图2示出根据实施例的根据本申请的电池模块的透视图。

具体实施方式

本申请涉及一种用于机动车辆的电池模块20。电池模块20包括：一个电池模块壳体30；至少一个电池单元组40、41，该电池单元组沿安装方向M1、M2被***该电池模块壳体30中并且包括至少两个电串联连接的电池单元；以及两个用于封闭该电池模块壳体30的头板50。头板50被布置并设计为，用于沿安装方向M1、M2间接地或直接地向该电池单元组40、41上施加预紧力。图2示出根据实施例的在组装后的状态下的电池模块20。

该电池模块可以包括沿安装方向M1、M2彼此前后布置的至少两个电池单元组40、41。头板50可以被布置并设计为，用于沿安装方向M1、M2间接地或直接地向这些电池单元组40、41上施加预紧力。

电池单元组40、41可以在电池单元组40、41的端部处包括载体结构42，该端部首先被***到电池模块壳体30中。这尤其从图1中显而易见。藉由头板50被预紧的电池单元组40、41可以在电池模块壳体30的中部相互支撑，尤其借助其载体结构42。替代性地，在电池模块壳体30的中部的电池单元组40、41可以自己支撑在电池模块壳体30处，尤其支撑在电池模块壳体30的经焊接的套筒上。载体结构42可以是由塑料制成的。电池单元组40、41的电池可以被实施为袋式单元或棱柱形单元。电池模块壳体30可以实施为单件式的或多件式的。

优选地，该至少两个电池单元组40、41中的第一电池单元组40沿第一安装方向M1、并且该至少两个电池单元组40、41中的第二电池单元组41沿第二安装方向M2***电池模块壳体30中，其中第二安装方向M2与第一安装方向M1相反地延伸。

电池模块壳体30可以从四个侧面包围该电池单元组40、41或这些电池单元组40、41，尤其如图1所示。在电池模块壳体30的其余两个侧面处各自布置有开口32，穿过该开口可以将电池单元组40、41沿安装方向M1、M2***电池模块壳体30中并且该开口借助头板50之一被封闭。

头板50可以通过形状配合和/或力配合和/或材料配合的方式与电池模块壳体30相连接、优选拧接或焊接。

电池模块20还可以包括至少一个弹簧元件60，该弹簧元件布置在头板50与电池单元组40、41之间和/或在这些电池单元组40、41之间。弹簧元件60可以被设计为用于向电池单元组40、41上间接地施加预紧力。在此，头板50向弹簧元件60上施加预紧力，这些弹簧元件将预紧力传递到电池单元组40、41上。

该至少一个弹簧元件60可以被设计为片形弹簧或碟形弹簧。弹簧元件60可以由钢或纤维增强的塑料制成，尤其由玻璃纤维增强的塑料制成。

弹簧元件60可以被设计为，用于在弹簧行程上将基本上恒定的力施加到电池单元组40、41和/或头板50上。

电池模块20可以包括至少一个补偿元件70，该补偿元件被布置成用于补偿头板50与该电池单元组40、41之间和/或这些电池单元组40、41之间的公差。补偿元件70例如可以被设计为泡沫材料垫。

本申请还涉及一种用于安装根据本申请的电池模块20的方法。该方法包括以下方法步骤：

-提供一个电池模块壳体30、包括至少两个电串联连接的电池单元的至少一个电池单元组40、41、以及两个头板50；

-将至少一个电池单元组40、41沿安装方向M1、M2***该电池模块壳体30中；并且

-封闭该电池模块壳体30并且通过这些头板50沿安装方向M1、M2间接地或直接地对该至少一个电池单元组40、41进行预紧。

图2示出借助根据本申请的方法组装的电池模块20。

至少两个电池单元组40、41可以沿安装方向M1、M2彼此前后地布置到电池模块壳体30中。该至少两个电池单元组40、41可以借助头板50沿安装方向M1、M2被预紧。在此，电池单元组40、41中的第一电池单元组40可以首先沿着第一安装方向M1***电池模块壳体30中，并且接着可以将电池单元组40、41中的第二电池单元组41沿着第二安装方向M2***电池模块壳体30中。

电池模块壳体30可以从四个侧面包围该电池单元组40、41或这些电池单元组40、41。在电池模块壳体30的其余两个面处可以各自布置有开口32。电池单元组40、41可以穿过开口32之一沿安装方向M1、M2被***电池模块壳体30中。

为了封闭电池模块壳体30并且为了间接地或直接地沿安装方向M1、M2对该至少一个电池单元组40、41进行预紧，头板50能够以形状配合和/或力配合和/或材料配合的方式与电池模块壳体30相连接、优选拧接或焊接。

在头板50与该电池单元组40、41之间和/或在这些电池单元组40、41之间可以布置至少一个弹簧元件60。借助弹簧元件60可以在其弹簧行程上将基本上恒定的力施加到电池单元组40、41和/或头板50上。

在头板50与该电池单元组40、41之间和/或在这些电池单元组40、41之间可以布置至少一个补偿元件70。借助补偿元件70可以补偿头板50与该电池单元组40、41之间和/或这些电池单元组40、41之间的公差。