[发明专利]电池模块在容器中的模块化且紧凑的植入

说明书

本发明涉及一种用于在容器中安装电池模块的方法，使得所安装的能量的量最大化，同时提供由该容器输送的电压的模块性。本发明还涉及一种用于在例如模块或容器的垂直体积的平行六面体形式的体积中安装平行六面体形式的电化学元件的方法。

技术领域

本发明涉及用作电池模块的存储设施的运输容器和可运输的预制遮盖物，以便将这种电池模块用作例如用于电信领域中的电气/电子设备的备用电源。

背景技术

有时在下文中被简称为“模块”的电池模块是现有技术中已知的。它通常包括多个电化学电池，也简称为电池，多个电化学电池通过金属条彼此串联或并联地电连接。模块通常还包括用于监测和管理电池的电子电路，以特别是通过逐个电池地单独量取或成组电池的量取电压测量值或电流测量值来测量电池的充电状态和/或健康状态。该模块还可包括用于控制电池温度的装置。

多个电池模块可以安装在机架中。配备有这些模块的机架形成了独立的电源，独立的电源可被移动并安装在电子系统附近，在主电源或公用电源断电的情况下，该电子系统将由这些模块供电。多个机架可以相关联以向电子系统提供更大量的能量。机架可以被分组到容器中，该容器可以被放置在例如是货物列车或船等运输工具的底盘上，以便被运输到给定的位置。在运输领域中，容器是设计用于通过例如海上运输的不同运输模式来运输货物的箱形金属箱。容器的尺寸已经在国际级别被标准化。

EP-A-2,506,337公开了一种根据ISO标准的标准化尺寸的容器，该容器包括多个机架，每个机架用于容纳电池模块，每个机架包括这些模块的插入面，该容器的特征在于，至少一半机架被布置成使得模块的插入面正交于由容器的长度限定的方向。

目前电池模块通过垂直地堆叠模块被安装在容器中。因此，形成了模块的列。各列模块电连接在一起，直到达到为例如转换器的电子系统供电的期望电压。

转换器可以在通常从850V到1500V的相对宽的电压范围下运行。然而，容器的有限高度限制了可以堆叠在列中的模块的数量，并且因此限制了列可以输送的电压。如果期望增加电压，则必须在相邻列上继续堆叠模块，并将两个相邻列串联连接。根据期望电压，建立由串联连接的模块的列组成的支路，这些列的高度不同程度地完成，从而产生对容器上的能量造成不利影响的空位置。

图1示出了第一配置Conf 1，其示出了堆叠的8个电池模块(m1至m8)以形成列C1。这8个电池模块串联连接以输出电压V1。注意，该配置1使得可以填充容器的整个高度。另一方面，示出了由8个模块(m1至m8)组成的第一列C2和包括3个模块(m9至m11)的第二相邻列C3以获得电压V₂的Conf 2配置具有较低的填充率。实际上，列C3包括对应于5个模块的体积的未占用空间。

此外，将堆叠从一列延续到另一相邻列使得电气布线和定位平行支路相对复杂。对操作者而言安装和维护阶段则变得危险。这种情况在图1的Conf 3配置中示出。列C5包括3个模块m9至m11，这3个模块m9至m11与列C4的8个模块m1至m8串联连接。列C5也包括5个模块m1至m5，这5个模块m1至m5与列C6的6个模块m6至m11串联。应注意，在列C5中，与列C4的模块m1至m8相关联的3个模块m9至m11的第一组形成第一支路，与列C6的6个模块m6至m11相关联的5个模块m1至m5的第二组形成第二支路。列C5因此包括作为两个不同支路的部分的模块。这使得对于操作者来说安装和维护阶段是复杂的。

因此，需要一种方法来找到电池模块在容器或任何其它外壳中的最佳布置，并且最大化安装的能量，同时维持由容器输送的电压的模块性，这种模块性对于满足用户的不同电压要求是必要的。

发明内容

为此，本发明提供了一种用于在外壳中安装多个电池模块的方法，该电池模块能够被堆叠以形成一个或更多个列并且能够在同一列内串联连接，至少两个相邻的列能够串联连接，电池模块组能够输出选自由用户预先确定的电压V₁,V₂...,V_n的n个值的电压V_i，该方法包括以下步骤：