[发明专利]模块化电池结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于模块系统的模块载体、一种根据权利要求8的前序部分的用于模块系统的能量存储模块以及一种根据权利要求12的前序部分的模块系统。

背景技术

在现代HEV/EV(混合动力/电动)机动车领域中，通常采用高效率的能量存储器，诸如锂离子蓄电池或NiMH蓄电池或Super-Caps。在能量存储器的快速的充电和放电过程中由于电池内部和外部的电阻会导致升温。温度长期在50℃以上将导致能量存储器的损坏。为了确保实现能量存储器的功能，必须对能量存储器进行冷却。为此，能量存储器通常与流有制冷剂或冷却剂的板体形成热学接触，并由此进行冷却。

在电池冷却过程中，使所有电池均匀冷却是非常重要的。如果电池没有均匀冷却会使电池不同程度地快速老化，这样将对能量存储器的功能和效率产生负面影响。此外，使所提到的能量存储器与机动车形成机械连接，从而确保实现可靠的固定，并且避免能量存储器的损坏。在此，必须要吸收待所承受和产生的作用力和加速度，而且还必须要克服能量存储器的相对应的几何公差。在此，所涉及到的能量存储器可以根据实际使用情况以任意的结构形式来实现。

目前一般公知的用于前述蓄电池系统的冷却系统大多数包括至少一个严格匹配于各种应用情况下的结构形式，结构形式涉及到电池的数量、能函以及冷却单元。在此，冷却单元特别形成为单块或多块的有冷却剂或制冷剂流经的冷却板，这样的冷却单元大多数情况用于整个蓄电池系统。

文献“The Impact of Simulation Analysis an the Development of Bat-tery Cooling Systems for Hybrid Vehicles Peter Pichler，Product Manager Battery Systems，MAGNA STEYR Fahrzeugtechnik AG & Co.KG von der AABC(Advanced Automotive Battery Conference)2008”公开了一种模块化电池结构，而且其中，已将散热槽集成在模块中。在电池组装过程中，尚且仅需要建立各个冷却通道的连接。

公开文献US 2008/0090137 A1提供了一种电池的模块化结构，其中，模块由电池和冷却板组成。制成的电池用空气进行冷却。

这些模块都已经包括冷却通道或汽化板。在更换单个模块的过程中，除了要断开电连接和机械连接之外，还必须要断开各个模块之间的冷却剂连接。这样使更换单个模块的成本增大，并且会造成不密封的危险。

现有技术普遍基于各种使用情况下严格匹配的蓄电池系统和冷却系统，然而另一方面，由于迄今为止尚且相对较少的产量使这些系统的开发和制造非常复杂和昂贵。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种例如用于机动车的改善的蓄电池系统和冷却系统。

上述目的通过权利要求1的一种用于模块系统的模块载体、权利要求8的一种用于模块系统的能量存储模块以及权利要求12的一种模块系统来实现。

本发明的技术方案的中心思想是将所有重要功能都集成到电池模块表面上，该功能也就是指冷却以及热接触和电接触。一个基本思想是开发一种标准化模块，其具有较低的用于可替换电池尺寸的应用耗费以及具有较大的产量。在此，重要的出发点是较高的模块化性能，电池模块在损坏情况下非常快速和简单的更换性能以及具有较高的标准和较低的应用耗费的有利制造。

因此，本发明的理念是，通过明显提高蓄电池系统和冷却系统的模块化程度，能够提供一种系统，该系统基于较小的单元化的结构组合件，该单元化的结构组合件例如已经包括所有相关联的接点、特别是电接点、机械接点和热接点。该单元化的结构组合件可以任意扩展，并且以非常少的耗费匹配于各种应用情况。因此，通过本发明实现的较高的产量能够实现经济的低成本的制造和开发。

本发明的前述目的可以通过多数或少数的基础本单元来实现。该基本单元由一个结构组合件构成，该结构组合件包括一个或多个能量存储器以及必不可少的接点。在此，可以在该基本单元中集成有电接点、机械接点还有热接点。该基本单元又可以集成在一个底座中，该底座能够容纳一个或多个基本单元，并且能够根据对应的使用情况任意扩展。本发明提供了用于混合动力或电力应用条件下的电池系统的新型设计，该新型的电池系统作为传统结构形式的替代品而具有较高的模块化性能。