本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的電池系統(tǒng)，尤其是用于混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器的電池系統(tǒng)，并且還涉及包括這種電池系統(tǒng)的交通工具。這種類型的電池系統(tǒng)例如從可以追溯到申請(qǐng)人的ep2744034a中獲知。

背景技術(shù)：

在已知的電池系統(tǒng)中，單元模塊被布置在外殼中并通過(guò)冷卻元件相互分離。流體連接器設(shè)置在單元模塊的端側(cè)，其中各個(gè)單元模塊之間的布線被布置在流體連接器之間。就此而言，可將外殼分成多個(gè)部分，其中在能量存儲(chǔ)部分、電氣/電子部分以及至少一個(gè)流體連接器部分之間進(jìn)行區(qū)分。

具體而言，在根據(jù)ep2744034a1的電池系統(tǒng)中，設(shè)置有兩個(gè)流體連接器部分，電氣/電子部分在這兩個(gè)流體連接器部分之間延伸。流體連接器部分和電氣/電子部分被布置在能量存儲(chǔ)部分的同一端側(cè)。用于合并多個(gè)流體通道的連接器線路設(shè)置在流體連接器部分中并占據(jù)相對(duì)大量的安裝空間，這已經(jīng)被證明在已知電池系統(tǒng)的外部尺寸方面是不利的。此外，已經(jīng)證明電氣/電子部分與流體連接器部分的空間鄰近是不安全的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

就此而言，本發(fā)明的一個(gè)目的是進(jìn)一步改進(jìn)在引言中所提及類型的電池系統(tǒng)，使其具有緊湊的總體尺寸和提高的操作安全性。本發(fā)明的另一個(gè)目的是詳細(xì)說(shuō)明包括這種電池系統(tǒng)的交通工具。

根據(jù)本發(fā)明，該目的通過(guò)權(quán)利要求1的主題來(lái)實(shí)現(xiàn)。

因此，提出一種電池系統(tǒng)，特別是用于混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器的電池系統(tǒng)，具有外殼，外殼具有流體連接器部分、能量存儲(chǔ)部分和電氣/電子部分。能量存儲(chǔ)部分具有至少兩個(gè)流體能夠通過(guò)的冷卻元件，以及至少一個(gè)單元模塊。單元模塊由通過(guò)接觸板以電連接的多個(gè)電池單元形成。這里，將單元模塊布置在兩個(gè)冷卻元件之間。根據(jù)本發(fā)明，將能量存儲(chǔ)部分布置在流體連接器部分與電氣/電子部分之間。

通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的電池系統(tǒng)的實(shí)施例，一方面因?yàn)榱黧w連接器部分和電氣/電子部分通過(guò)能量存儲(chǔ)部分相互分離，所以提高了操作安全性。特別地，可將流體連接器部分布置在外殼的端側(cè)，并且可將電氣/電子部分布置在外殼的相對(duì)端側(cè)，從而提供物理分離，降低引起熱事故的短路風(fēng)險(xiǎn)。

此外，在本發(fā)明的情況下，提供了：能量存儲(chǔ)部分的立方體體積對(duì)應(yīng)于外殼總內(nèi)部體積的至少0.5倍。因此，提供特別高的堆裝密度，其導(dǎo)致的事實(shí)是，與先前已知的電池相比，電池系統(tǒng)的外部尺寸、特別是外殼的外部尺寸縮小。這進(jìn)一步提高了將電池系統(tǒng)集成到混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器中的可能性，同時(shí)提供了高存儲(chǔ)容量。雖然電池系統(tǒng)尺寸緊湊，但是通過(guò)在交通工具中使用電池系統(tǒng)，可以因此增加交通工具的操作距離。

在本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選實(shí)施例中，提供了：能量存儲(chǔ)部分具有至少三個(gè)流體能夠通過(guò)的冷卻元件以及布置為一個(gè)在另一個(gè)上面的至少兩個(gè)單元模塊，其中每個(gè)單元模塊被布置在兩個(gè)冷卻元件之間。

為了進(jìn)一步增加具有小外形尺寸的儲(chǔ)存密度，或者為了在保持相同存儲(chǔ)密度的同時(shí)進(jìn)一步減小外部尺寸，在本發(fā)明特別優(yōu)選的變型中提供了:立方體體積對(duì)應(yīng)于外殼總內(nèi)部體積的至少0.55倍，特別是至少0.6倍，特別是至少0.62倍，特別是至少0.65倍。就此而言，應(yīng)當(dāng)注意，立方體體積是通過(guò)測(cè)量各個(gè)部分的邊緣長(zhǎng)度來(lái)確定的。

特別地，電池系統(tǒng)的電池單元可由圓形單元形成，特別是18650型。這種圓形單元可以批量和低成本獲得，因此可以經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)電池系統(tǒng)。

關(guān)于電池系統(tǒng)的緊湊的外部尺寸，優(yōu)選外殼的總高度最多200mm，特別是最多190mm，特別是最多180mm，特別是最多170mm，特別是最多160mm。

在本發(fā)明的優(yōu)選變型中，所有可拆卸電連接器和/或所有可拆卸流體連接器都被布置在外殼的外部。這進(jìn)一步有利于電池系統(tǒng)的操作安全性，因?yàn)榭刹鹦读黧w連接器的泄漏不會(huì)導(dǎo)致流體在外殼內(nèi)累積。相反，形成與攜帶電流的組件的有利分離。

用于電池監(jiān)視系統(tǒng)的電子電路板可以沿著單元模塊橫向布置并且與能量存儲(chǔ)部分相關(guān)聯(lián)。電子電路板可用于監(jiān)測(cè)每個(gè)電池單元的電壓和/或溫度，并且有利地形成和聯(lián)接到單元模塊，以使得能量存儲(chǔ)部分的立方體體積最多輕微變化(優(yōu)選保持不變)，作為將電子電路板安裝在電池系統(tǒng)中的結(jié)果。

在協(xié)同方案的范圍內(nèi)，本發(fā)明還涉及具有所述電池系統(tǒng)的交通工具，特別是混合動(dòng)力交通工具。由于電池系統(tǒng)的外部尺寸小，存儲(chǔ)密度高，因此可將電池系統(tǒng)容易地、以節(jié)省空間的方式集成到交通工具中。

附圖說(shuō)明

下面參考附圖，基于示例性實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明，在附圖中：

圖1示出通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的電池系統(tǒng)的外殼的縱向剖視圖；以及

圖2示出通過(guò)外殼1的縱向剖面的立體圖。

具體實(shí)施方式

電池系統(tǒng)包括外殼11，外殼11可分為流體連接器部分12、能量存儲(chǔ)部分13和電氣/電子部分14。因此，這種功能劃分就此而言是結(jié)構(gòu)性的，因?yàn)槟芰看鎯?chǔ)部分13基本上包圍了其中布置有至少兩個(gè)單元模塊16的立方體體積，該至少兩個(gè)單元模塊16被布置為一個(gè)在另一個(gè)上面，每個(gè)單元模塊被布置在兩個(gè)冷卻元件15之間，流可以通過(guò)冷卻元件15。

能量存儲(chǔ)部分13通過(guò)立方體的外邊緣限定，能量存儲(chǔ)部分13具有至少一個(gè)下部冷卻元件15a、下部單元模塊16a、中間冷卻元件15b、上部單元模塊16b和上部冷卻元件15c。單元模塊16中的每一個(gè)由多個(gè)電池單元17形成，電池單元17通過(guò)接觸板電連接和機(jī)械連接?？傮w來(lái)說(shuō)，立方體體積的高度因此根據(jù)冷卻元件15和單元模塊16的層狀結(jié)構(gòu)來(lái)計(jì)算，其中單元模塊16的高度對(duì)應(yīng)于電池單元17的高度加上接觸板厚度的兩倍。

優(yōu)選地，形成的用于能量存儲(chǔ)部分的立方體體積對(duì)應(yīng)于總內(nèi)部體積的至少0.5倍。這里特別提供了:外殼具有立方體的內(nèi)部體積。在具體實(shí)施例中，立方體體積也可以對(duì)應(yīng)于外殼11總內(nèi)部體積的至少0.55倍，特別是至少0.6倍，優(yōu)選為至少0.62倍，特別有利地為至少0.65倍。

在具體設(shè)計(jì)中，外殼11的內(nèi)部體積約為54l，其中單元模塊16的立方體體積約為36l。

電池單元由圓形單元形成。作為示例，圓形單元中每一個(gè)可以具有18mm的橫截面直徑和65mm的高度。圓形單元優(yōu)選為18650型的鋰離子單元。這里，可以提供：電池單元17排列成行，其中相鄰布置的多行電池單元17被組合以形成單元模塊16。這里，相鄰的行可以相對(duì)于彼此偏移布置，特別地，在每種情況下偏移單元直徑的大約一半，從而實(shí)現(xiàn)單元模塊16中特別高的堆裝密度。這對(duì)于電池系統(tǒng)的整體尺寸有積極的影響。換言之，不改變外殼11的尺寸就能實(shí)現(xiàn)提高的能量存儲(chǔ)密度。

在附圖所示的電池系統(tǒng)10的示例性實(shí)施例中，每個(gè)單元模塊16提供總共768個(gè)電池單元17。雖然電池單元17的數(shù)量多，外殼11優(yōu)選總高度在160mm和180mm之間，特別是大約170mm。

冷卻元件15可以形成為具有柔性外壁的冷卻袋或冷卻包。在任何情況下，冷卻劑流都可以通過(guò)冷卻元件15，為此，冷卻元件15中每一個(gè)包括流體連接器20。流體連接器20被布置在對(duì)應(yīng)的冷卻元件15的連接器端部，并從能量存儲(chǔ)部分13延伸進(jìn)入流體連接器部分12。流體連接器部分12由外殼11的后端壁19限定。一體(即不可拆卸地)連接到冷卻元件15的流體連接器20延伸通過(guò)后端壁19，并固定和密封在后端壁19中。

電氣/電子部分14被布置在能量存儲(chǔ)部分13的與流體連接器部分12相對(duì)的一側(cè)。電氣/電子部分14包含在外殼11的前端壁18上為了將單元模塊16連接到電連接器21所必須的所有電線和電子組件。電連接器21可包括電源連接器和信號(hào)和/或數(shù)據(jù)連接器兩者。

電連接器21被布置在前端壁18的外側(cè)，并且被固定到前端壁18且關(guān)于前端壁18密封。電連接器21和流體連接器20提供插頭連接，從而將電池系統(tǒng)集成在混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器中。這里優(yōu)選地，在附圖所示的示例性實(shí)施例中優(yōu)選提供：所有可拆卸電連接器21和所有可拆卸流體連接器20都被布置在外殼11的外部。這樣增加了電池系統(tǒng)10的操作安全性。但是，關(guān)于進(jìn)一步提高堆裝密度，還可以想到將流體連接器20或電連接器21布置在外殼外部。

為了完整起見，這里應(yīng)該提到的是，能量存儲(chǔ)部分13可附加包括一個(gè)或更多個(gè)電子電路板，它們直接機(jī)械連接和電連接到單元模塊16，以提供電池監(jiān)測(cè)。電子電路板基本上能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)電池單元17各個(gè)行上電壓的分接。同時(shí)，電子電路板可用于測(cè)量各個(gè)單元模塊16的溫度?；旧峡梢蕴峁簩㈦娮与娐钒宀贾脼檠刂鴨卧K16在側(cè)面上齊平，通過(guò)這種方式，將電子電路板完全被布置在能量存儲(chǔ)部分的立方體體積中。為了計(jì)算立方體體積，這種類型的電子電路板(優(yōu)選在每個(gè)單元模塊16上布置的單個(gè)電路板)不加入電氣/電子部分14，而是加入能量存儲(chǔ)部分13，其中電子電路板優(yōu)選在單元模塊16的接觸板之間以緊湊安裝和齊平的方式集成，從而對(duì)立方體體積的計(jì)算幾乎沒(méi)有影響。

附圖標(biāo)記

10電池系統(tǒng)

11外殼

12流體連接器部分

13能量存儲(chǔ)部分

14電氣/電子部分

15冷卻元件

15a下部冷卻元件

15b中間冷卻元件

15c上部冷卻元件

16單元模塊

16a下部單元模塊

16b上部單元模塊

17電池單元

18前端壁

19后端壁

20流體連接器

21電連接器