[发明专利]具有空气冷却的电池模块

说明书

本发明涉及一种具有空气冷却的电池模块（100），其中，电池模块（100）包括至少两个电池块（10）。电池块（10）分别具有多个柱形的圆形单池（11），该圆形单池布置在单池保持器（30）的相应的接纳部（38、39、40）中，其中，柱形的圆形单池（11）的纵向轴线彼此平行。在单池保持器（30）中设置有空气穿过开口（33），空气能够通过该空气穿过开口平行于圆形单池（11）的纵向轴线穿流过电池块（10）。电池块（10）以一定距离彼此叠置地堆叠，从而在堆叠件中的相邻的电池块（10）之间分别产生堆叠中间空间（18）。电池模块（100）具有壳体（13），壳体包括由电池块（10）构成的堆叠件，其中，堆叠件与壳体（13）的壁间隔开，从而在堆叠件的位于端部的电池块（10）与壁之间产生两个位于端部的自由空间（19）。壳体（13）具有至少一个空气入口（14）和至少一个空气出口（15）。给电池模块（100）分配用于在空气入口（14）和空气出口（15）之间产生空气流（500）的鼓风机（20）。电池模块（100）具有转向器件（16、17），该转向器件确保，空气流从两个相邻的电池块（10）之间的至少一个堆叠中间空间（18）出发穿过在各个电池块（10）的柱形的圆形单池（11）之间的单池保持器（30）中的空气穿过开口（33）并且穿过位于端部的自由空间（19）朝空气出口（15）的方向被引导。

技术领域

本发明涉及一种具有空气冷却的电池模块，其包括至少两个电池块，该电池块分别具有多个柱形的圆形单池。此外，本发明涉及一种用于以电池块的形式布置柱形的圆形单池的单池保持器。

背景技术

电池模块通常是可再充电的电能存储器，其例如在汽车应用中又或者在许多其他的领域中广泛使用。大量单独的电化学单池在电池模块中共同连接，以便因此能够提供不同的应用所需的高的电流和电压。

在本申请的意义内的每个电化学单池包括至少一个正电极和至少一个负电极，它们通过分离器彼此分离。在电化学单池中，发生电化学的、提供能量的反应，其由两个彼此电耦合的、但在空间上分离的子反应组成。在比较低的氧化还原电势中发生的子反应在负电极处运行，在比较高的氧化还原电势中发生的子反应在正电极处运行。在放电时，电子通过氧化过程在负电极处被释放，导致电子电流通过外部的耗电器到达正电极，由正电极吸收相应量的电子。在正电极处于是发生还原过程。同时，为了电荷补偿的目的，在电化学单池内产生与电极反应相对应的离子电流。该离子电流穿过分离器，并且由传导离子的电解质来确保。

在二次（可再充电的）电化学单池中，这种放电反应是可逆的，因此存在以下可能性，即逆转在放电中实现的化学能到电能的转化。

在电池模块中通常使用的电化学单池是锂离子单池。其包括能够可逆地吸收并且又输出锂离子的电极以及含有锂离子的电解质。

在电化学单池和尤其锂离子单池中，不同的结构形式是已知的。除了棱柱形状以外，纽扣单池和柱形的圆形单池也被广泛使用。不仅纽扣单池而且圆形单池也具有圆形的底面。在此，柱形的圆形单池与纽扣单池的不同之处在于，纽扣单池的高度小于其直径。相反地，柱形的圆形单池的高度大于其直径。

在电化学单池的运行中并且尤其在电池模块的运行中产生热量。不仅在能量输出而且也和充电过程中，单池会发热。过热会导致对电化学单池的损坏和损害。然而，过低的温度例如也能够对充电过程产生负面影响。因此，为了电池模块的安全的和稳定的运行，应保持一定的运行温度范围，从而用于调温电池模块的措施是有意义的。

已知使用散热-和冷却回路来冷却电池模块的在运行中发热的电化学单池。例如，能够使用散热-或冷却板，电池模块利用其下侧被挤压到该散热-或冷却板上，用以散热。

其他的方案利用将液态的冷却介质直接导入电池模块中来工作。例如，从DE 102007 024 869 A已知一种用于电器的电池模块，其中，冷却介质被引导穿过模块的壳体。