[发明专利]模块层及由其构建的电池系统

说明书

本发明涉及一种模块层和由这种模块层构建的电池系统，所述电池系统作为用于在两个起锁合作用的终端件之间供应以及存储电能的装置，包括一定数量的电池模块，这些电池模块彼此串联地电连接。在此，每个模块都由一定数量的基本电池单元构成，这些基本电池单元通常是锂离子电池。为了在改善各个电池堆的可及性以及改善它们的冷却的情况下提供上述类型的设备而提出：模块层(1)构造为结构性的单元，模块层(1)中的电池单元(9)在托盘(2)中并排地竖立地布置在托盘(2)的底板元件(3)上，并且被作为托盘(2)的边缘的、构造为散热体的外部框架(4)包围，所述外部框架(4)具有密封部(5)并且模块层(1)具有中心通道(7)的区段(6)，与相应的模块层(1)的电池单元(9)导电连接的汇流条(12)伸入所述区段中。

技术领域

本发明涉及一种模块层和由这种模块层构建的电池系统，所述电池系统作为用于在两个起锁合作用的终端件之间供应以及存储电能的装置，包括一定数量的电池模块，这些电池模块彼此串联地电连接。在此，每个模块都由一定数量的基本电池单元构成，这些基本电池单元通常是锂离子电池。

背景技术

由现有技术已知，上述类型的电池系统利用电池模块构建，这些电池模块以模块级的形式彼此堆叠，并且被锁合以及机械地固定在包含外部连接件以及电子控制装置和保险装置等的两个终端件之间。因此得到由成垛的互连的模块级组成的电池系统，例如参照EP2343752A2或者DE 102013100545A1。

在已知的电池系统中，电池单元在所谓的电池组级中布置在两个板状的终端件之间，通过牵引螺栓而机械地夹紧成一个单元。在这种电池系统中，电池单元也布置成通过如下方式形成串联电路，即，例如电池单元直接串联布置，其中，一个电池单元的正极接触作为外部壳体的杯体，并且随后的一层的另一个电池单元接触负极。可以选择这种布置结构，使得串联电路在一侧从电池系统的起点延伸至终点，在对置的一侧从终点返回起点。以这种方式实现了具有两个外部连接件的低阻抗设计，而无需专门的回流导体，例如参照EP3083174A1。

在电池单元彼此之间的电连接不同的情况下，US 2013/0122341A1也公开了一种由分级或分层的电池单元包组成的结构。

为了构建成堆的电池系统，有必要将各级的各个电池模块相继地串联并且将汇流的电流或者说总电流分配给各个并联的电池单元。此外，成堆的或成垛的电池系统的完整的串联电路的两个电势必须集中在一个高压接线盒中。一个电池极的反馈不应在外壳的外部进行，因为在向外引导之前，必须总是设置断路元件，并且这些断路元件优选仅处于高压接线盒中，高压接线盒通常是其中一个终端件的组成部分。

虽然上述电池系统达到了高能量密度，但在冷却方面，它们依赖于绝缘冷却液在电池单元之间的穿流。此外，所有堆叠式电池系统的共同特点是，在组装时它们直接通过拉杆的插入和拉紧而机械地缩短。在这种情况下例如挤压密封部或者将电弹簧触点压在一起。在这种情况下，根据前文所引用的现有技术，分层成堆的结构或成垛的结构总是逐层地实现，也就是说，它必须一层一层地构建。因此，位置靠下的模块已经接线并且因此不再为了例如机械校正而可及。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种上述类型的设备，同时改善各个电池堆的可及性以及它们的冷却。

按照本发明，该任务通过权利要求1的特征通过如下方式解决，即，模块层构造为结构性的单元，其中，电池单元在模块层中布置在托盘的底板元件上，并且被托盘的构造为散热体的外部框架包围，托盘的外部框架具有密封部并且托盘在底板元件的中心区域中具有中心通道的区段，与相应的模块层的电池单元导电连接的汇流条伸入该区段中。