[发明专利]用于电池模块的热管理和连接装置

说明书

技术领域

本发明涉及电池的连接、管理、控制和热调节，更特别地，涉及电动和混合动力车辆领域中的用于电池模块的热管理和连接装置。

背景技术

电池的管理、电子控制和热调节，特别在电动和混合动力车辆领域内，是重要问题。具体地，从热调节的观点来看，如果电池承受过冷的温度，则它们的自主性可急剧降低，且如果它们承受过高的温度，则存在热量逸出以至于损坏电池的风险。

只要涉及到电池的电子控制和管理，这就是重要的，特别是为了管理这些电池的充电和放电以及控制物理和电参数以便改进电池的自主性和耐久性。

在电动和混合动力车辆中，电池通常是在保护壳体中彼此平行并置的单体电池(cell)的形式，且被称为电池模块。这些单体电池可以以这样的方式并置：每个单体电池的正端子和负端子交替，使得所述单体电池可以容易地彼此串联连接。还已知的是，单体电池并置为，相同极性的端子定位在电池模块的同一侧上。

为了调节单体电池的温度，已知的实践是，增加调节电池模块温度的装置。这样的装置通常被并入到容纳一个或多个电池模块的容纳部中，并使用循环(例如被泵送)通过导管的回路的传热流体，所述导管的回路尤其与单体电池直接接触地通过热交换板的下方或内部。

传热流体可由此吸收单体电池发出的热，以便冷却它们，并在一个或多个热交换器处去除该热，所述热交换器譬如加热器或冷却器。如果需要，传热流体还可以供应热以便给所述单体电池加温，例如，如果它们连接到电阻器或连接到正温度系数(PTC)加热器。

通常使用的传热流体是环境空气，或比如水或例如水与乙二醇的溶液的液体。由于液体是比气体更好的热导体，因此液体由于其更好的效力而被推崇。

通常，与单体电池直接接触的热交换板被设置在容纳部的底部中，所述容纳部容纳一个或多个电池模块，所述电池模块搁置在所述热交换板上。另一种已知的选项是，将热交换板定位在单体电池之间。然而，热交换板的这种定位不是最优的，因为电池模块的最热区域位于单体电池的端子之间。为了解决该问题，一个方案是将热交换板定位在电池模块的端子之间，并使用保持板将其保持在位。

为了提供电池模块的控制，电池模块通常连接到电子控制装置，更特别地连接到印刷电路，所述印刷电路意图控制物理和电参数，比如其温度和电压。这些数据随后被发送到处理单元并被所述处理单元处理，所述处理单元则改变这些参数，以便通过经由热交换板调节电池模块的温度来改进其自主性和耐久性，并保护它们免于过充电以及过度深度放电。

重要的是将提供电池模块的控制和热调节的设备并入在电动或混合动力车辆内，尽管这必须在车辆内使用一定空间，所述空间本可更有用地用来并入例如附加的电池。另外，这样的设备的并入使得车辆更重，由此降低其自主性。

发明内容

因此，本发明的一个目的是，至少部分地克服现有技术的缺陷，并提出具有其控制和管理设备的优化的电池模块。

因此本发明涉及一种用于电池模块的热管理和连接装置，所述电池模块包括单体电池，所述单体电池平行地并置且彼此串联地连接，每个单体电池包括正端子和负端子，所述电池模块进一步包括热交换板，所述热交换板包括用于传热流体的入口和出口，其定位在端子之间，以及非导电连接板，该连接板包括用于端子的通孔和将所述端子成对地连接在一起的器件，连接板是包括导电轨道的印刷电路。

根据本发明的一个方面，连接板还包括用于控制单体电池的电子装置，所述电子装置连接到导电轨道。

根据本发明的另一方面，连接端子的器件定位为使得，当单体电池并置成相同极性的端子布置在电池模块的同一侧上时，允许所述端子被连接。

根据本发明的另一方面，连接端子的器件定位为使得，当单体电池并置成不同极性的端子以交错的配置布置在电池模块上时，允许所述端子被连接。

根据本发明的另一方面，连接器件定位在连接板的外表面上，即在其与面对电池模块的表面的相反的表面上。

根据本发明的另一方面，连接器件与连接板的具有增大厚度的导电轨道一体地制造。

根据本发明的另一方面，连接器件定位在连接板的厚度内。

根据本发明的另一方面，连接器件具有小于连接板厚度的厚度。

根据本发明的另一方面，连接器件具有等于或大于连接板的厚度。

根据本发明的另一方面，连接板由刚性材料制成。

根据本发明的另一方面，连接板由柔性材料制成。

根据本发明的另一方面，热交换板独立于连接板。