电池组模块和这种电池组模块的应用的制作方法

本发明基于根据独立权利要求的类型的电池组模块。

此外，这种电池组模块的应用也是本发明的主题。

背景技术：

由现有技术已知的是，电池组模块可以由多个单个电池组电池组成，所述电池组电池可以彼此导电串联和/或并联。此外，这种电池组模块被互连成电池组或所谓的电池组包或所谓的电池组系统。尤其在电动车辆中或在混合电动车辆中以及在固定应用中，使用通常具有多个这种电池组模块的电池组系统。

混合驱动电动车辆（hev）以及电驱动车辆（ev）需要高能的和高效的电池组系统，以便所述车辆的电驱动机器能够达到要达到的行驶功率（fahrleistungen）。

作为电能存储器在此情况下通常利用高能的和高效的锂离子或锂聚合物电池组电池，其中大约12到36个电池组电池被互连成一个电池组模块。

这种效率高的电池组电池在此分别具有大约8到20安培小时（ah）的功率。

尤其在充电和放电期间，锂离子或锂聚合物电池组电池由于化学转换过程尤其在相对较快的能量输出或能量吸收中而被加热。

在此，这样的电池组模块或这样的电池组电池效率越高，则形成的加热也越大，使得常常需要有效的且主动的调温系统，这些调温系统不仅能够加热而且能够冷却所述电池组电池。

然而，在此主要应冷却电池组电池。

对于锂离子电池组电池而言，最佳运行温度处于5℃到35℃的范围中，其中从超过40℃的运行温度起，锂离子电池组电池的寿命被明显缩短，使得为了申请（einreichung）这种电池组电池的相对高的寿命，对电池组电池的充分热调节是必需的。尤其，这样的电池组电池应在所有运行状态中都在50℃到65℃之下的热学上非临界的状态下运行并且此外为了避免不同的老化状态或老化速度，电池组电池间的温度梯度应仅仅是可比较地小的。

在此，这种锂离子电池组电池利用调温液体来冷却，所述调温液体通常具有25℃到35℃的范围中的温度，这一般也作为低温循环已知，其中为此例如构成至车辆的前部区域中的环境空气的热传递或至车辆的空调循环的热传递。尤其，这两种可能性也可以彼此组合，以便构成更有效的冷却。

在此由现有技术已知的是，电池组模块可以具有可由调温流体、诸如由水和乙二醇构成的混合物流经的冷却板，所述冷却板被构成用于对电池组模块的电池组电池进行调温、即冷却或加热。在此，调温流体例如通过布置在电池组模块中的冷却板之下的调温介质通道（temperiermittelkanäleunterhalbeinerdesbatteriemodulsangeordnetenkühlplatte）来引导。

例如，出版物wo2017045877a1、de202012102349u1和de102008059955a1示出这种由现有技术已知的冷却板，所述冷却板尤其由第一板元件并且由与该第一板元件以材料决定的方式（stoffschlüssig）连接的第二板元件构成或所述冷却板例如也可以集成到电池组模块的壳体中，以便构成相对短的热路径。

技术实现要素：

具有独立权利要求的特征的具有至少一个电池组电池的电池组模块提供如下优点：可以提供对至少一个电池组电池的可靠的且均匀的调温。尤其，这种电池组模块也提供特别的优点：至少一个电池组电池能够在相对较高的温度、诸如50℃至65℃的情况下被散热。

为此，根据本发明提供具有至少一个电池组电池的电池组模块。所述至少一个电池组电池在此尤其被构成为锂离子电池组电池。

该电池组模块在此包括壳体，在该壳体中容纳所述至少一个电池组电池。

此外，该电池组模块包括调温元件。

在此，在所述至少一个电池组电池与该调温元件之间此外布置有珀尔帖元件（peltierelement）。

该珀尔帖元件在此分别与所述至少一个电池组电池和该调温元件导热地连接。

此外，该珀尔帖元件连接到电压源上，使得借助该珀尔帖元件可以在所述至少一个电池组电池与该调温元件之间构成热传递。

在此，在所述至少一个电池组电池与该珀尔帖元件之间此外布置有由金属材料构成的补偿元件，该补偿元件被构成用于温度的均匀化。

在此，所述至少一个电池组电池优选地直接或者以材料决定的方式与该补偿元件连接。

通过在从属权利要求中列出的措施，在独立权利要求中所说明的装置的有利的改进和改善是可能的。

该珀尔帖元件在此尤其被构成为热电转换器并且此外被构成，使得在以电流流经时构成温度差。

但是尤其该珀尔帖元件被构成，在以电流在第一方向上流经时热从所述至少一个电池组电池传递到该调温元件并且在以电流在第二方向上流经时热从该调温元件传递到所述至少一个电池组电池。

因此，借助布置在该调温元件和所述至少一个电池组电池之间的珀尔帖元件一方面可以支持或增强在所述至少一个电池组电池与该调温元件之间的自然的热传导，即换言之，热与现有的温度梯度的方向相反地被传导，并且另一方面可以在所述至少一个电池组电池与该调温元件之间构成热传导，该热传导在现有的温度梯度的方向上被引导，即与自然的热传导的方向相反地起作用。

优选地，在此可以布置多个珀尔帖元件。

由此可能的是，借助珀尔帖元件降低在所述至少一个电池组电池侧的温度水平，由此即使在相对较高的温度、如在50℃和65℃之间的温度下，例如经由优选地作为由水和乙二醇构成的混合物构成的调温液体对调温元件的供给也是可能的。

通过将该补偿元件布置在所述至少一个电池组电池与该珀尔帖元件之间可以实现，可以将热均匀地从所述至少一个电池组电池导出或可以将热均匀地输送给所述至少一个电池组电池。

尤其在使用珀尔帖元件时，可以借助该补偿元件将热均匀地从整个底面导出或输送给所述整个底面，其中所述珀尔帖元件由于其大小不能覆盖所述至少一个电池组电池的整个侧面、诸如所述至少一个电池组电池的底面。

尤其，该补偿元件覆盖所述至少一个电池组电池的整个底面。

优选的是，在所述至少一个电池组电池与该补偿元件之间布置有热补偿材料，在该补偿元件与该珀尔帖元件之间布置有热补偿材料和/或在该珀尔帖元件与该调温元件之间布置有热补偿材料。

由此可以分别构成相对较好的热连接。

热补偿材料对于英语来说也可以被称为“thermalinterfacematerial（热界面材料）”（tim）。

这样的热补偿材料在此可以优选地由可弹性变形地构成的材料、粘性材料或由导热的粘合剂构成。

适宜的是，该调温元件由电池组模块的壳体构成。优选地，在此该调温元件尤其可以被集成到电池组模块的壳体中。

例如，该调温元件可以被构成为可由调温流体流经的通道结构，该通道结构例如被集成到壳体的壳体壁、如优选地底部中。

由此一方面可能的是，提供电池组模块的简单构成，并且另一方面也可能的是，构成可靠的调温。

特别适宜的是，调温流体被构成为可由调温介质、例如调温液体或调温气体流经。

这种构成提供可靠调温的优点。

但是当然也可能的是，该调温元件可由调温气体流经。

此外也可设想的是，该调温元件包括相变材料，其中除了以调温液体流经之外可以布置相变材料，或该调温元件可以仅仅包括相变材料。

根据本发明的一个特别优选的方面，电压源由所述至少一个电池组电池构成。

这提供如下优点：所述至少一个电池组电池可以被用于对自己进行调温。

尤其在此可能的是，电流从所述至少一个电池组电池流经珀尔帖元件，使得珀尔帖元件将热从所述至少一个电池组电池传递给调温元件并且因此用于所述至少一个电池组电池的冷却。

尤其在此也可能的是，电流从所述至少一个电池组电池流经珀尔帖元件，使得珀尔帖元件将热从调温元件传递给所述至少一个电池组电池并且因此用于所述至少一个电池组电池的加热。这尤其还提供如下附加优点：所述至少一个电池组电池的在对珀尔帖元件供电期间形成的焦耳加热此外支持所述至少一个电池组电池的加热。

因此这样可能的是，通过改变流经珀尔帖元件的电流的流动方向构成对至少一个电池组电池的加热或冷却，使得例如可以舍弃附加的部件、诸如直通式加热器或加热薄膜。

优选地，电池组模块可以具有控制单元，该控制单元被构成用于操控电压源和尤其至少一个电池组电池。

此外，该控制单元优选地也可以被构成用于控制流经珀尔帖元件的电流的流动方向，以便加热或冷却至少一个电池组电池。

根据本发明的一个优选的方面，在调温元件的背离至少一个电池组电池的一侧上可以布置电池组模块的电子元件。

这提供如下优点：可以可靠地对其他电子元件进行调温。尤其在此可能的是，借助调温元件不仅能够对至少一个电池组电池进行调温而且能够对电池组模块的电子元件进行调温，所述调温元件例如可以具有在50℃和65℃之间的温度。

适宜的是，在至少一个电池组电池与补偿元件之间的材料决定的连接借助导热的粘合剂来构成。由此一方面可以构成至少一个电池组电池到补偿元件上的可靠的机械连接，并且另一方面也可以构成在至少一个电池组电池与补偿元件之间的可靠的热传导。

适宜的是，电池组模块具有多个电池组电池。尤其，多个电池组电池在此彼此电串联和/或并联。

本发明的主题也是刚刚所描述的根据本发明的电池组模块的应用，使得电压源给珀尔帖元件供给电压，使得构成对至少一个电池组电池的加热或对至少一个电池组电池的冷却。

附图说明

本发明的实施例在附图中被示出并且在随后的描述中更详细地被解释。

其中：

图1以从侧面的剖视图示出根据本发明的电池组模块的第一实施方式，

图2以从侧面的剖视图示出根据本发明的电池组模块的第二实施方式，以及

图3示出温度变化的示例性图示。

具体实施方式

图1以从侧面的剖视图示出根据本发明的电池组模块1的第一实施方式。

该电池组模块1在此具有至少一个电池组电池2。尤其，电池组电池2在此被构成为锂离子电池组电池20。优选地，电池组模块1包括多个电池组电池2。

电池组模块1包括壳体3。在此，至少一个电池组电池2被容纳在壳体3中。

此外，电池组模块1包括调温元件4。优选地，在此调温元件4由电池组模块1的壳体3构成。尤其，在此情况下调温元件4被集成到电池组模块1的壳体3中。例如，调温元件4可以被构成为可由调温液体400流经。尤其，调温元件4为此可以被构成为流动通道40，该流动通道被构成为可由调温液体400流经。

此外，在至少一个电池组电池2与调温元件4之间布置有珀尔帖元件5。

珀尔帖元件5与至少一个电池组电池2导热地连接并且此外与调温元件4导热地连接。

在此，珀尔帖元件5此外连接到电压源6上，使得借助珀尔帖元件5可以构成在至少一个电池组电池2与调温元件4之间的热传递。

尤其，为此一方面可以将热从至少一个电池组电池2传递到珀尔帖元件5上并且进一步从珀尔帖元件5传递到调温元件4上。

尤其，为此另一方面可以将热从调温元件4传递到珀尔帖元件5上并且进一步从珀尔帖元件5传递到至少一个电池组电池2上。

电压源6在此一方面可以如在图1中所表明的那样被构成为外部电压源60，该外部电压源导热地并且以调节技术与珀尔帖元件5连接。在此，电压源6此外也可以包括控制单元700，该控制单元被构成用于操控以及调节电压源6。

此外，电压源6在此另一方面也可以由至少一个电池组电池2构成，所述至少一个电池组电池为此与珀尔帖元件5导电地连接，使得由至少一个电池组电池2提供的电流可以流经珀尔帖元件5。

在此，在至少一个电池组电池2和珀尔帖元件5之间此外布置有补偿元件7，该补偿元件由金属材料、诸如铝、铜或镍或其混合物构成并且为此有利于温度以进行均匀化（dazudientdietemperaturzurhomogenisierung）。

尤其，补偿元件7由相对好地导热的材料构成。

优选地，在此至少一个电池组电池2直接地或者以材料决定的方式与补偿元件7连接。

如果至少一个电池组电池2以材料决定的方式与补偿元件7连接，则在至少一个电池组电池2与补偿元件7之间的材料决定的连接可以优选地借助导热的粘合剂10构成。

如从图1中可识别的那样，优选地在至少一个电池组电池2和补偿元件7之间布置有热补偿材料8、尤其第一热补偿材料81。

如从图1中此外可识别的那样，优选地在补偿元件7和珀尔帖元件5之间布置有热补偿材料8、尤其第二热补偿材料82。

如从图1中此外还可识别的那样，优选地在珀尔帖元件5和调温元件4之间布置有热补偿材料8、尤其第三热补偿材料83。

电池组模块1现在可以被使用，使得电压源6给珀尔帖元件5供给电压，使得可以形成对至少一个电池组电池2的加热或可以构成对至少一个电池组电池的冷却。

图2以剖视图示出根据本发明的电池组模块1的第二实施例。

在此，图2中所示出的根据本发明的电池组模块1的第二实施方式与图1中所示出的电池组模块1的第一实施方式的区别在于，在调温元件4的背离至少一个电池组电池2的一侧110上布置有电池组模块的电子元件11、诸如dc/dc转换器12或逆变器120。

为此，电池组模块1的壳体3可以借助连接元件13与电池组模块1的电子元件11连接，或如在图2中所示出的那样与容纳电子元件11的壳体14连接。

典型地，电池组模块1的电子元件11在较高的温度、诸如50℃到65℃的情况下被散热，使得借助根据本发明的电池组模块1，这种散热是可能的。

图3示出温度变化的示例性图示。

在此，关于温度21绘制出位置分量。

首先，可识别出在至少一个电池组电池2之内的温度变化22，其中温度从至少一个电池组电池2的内部到至少一个电池组电池2的外部降低。

紧接着，可识别出在第一补偿材料81之内的温度变化23，其中温度在背离至少一个电池组电池2的方向上降低。

紧接着，一方面示出了珀尔帖元件5的温度变化24，所述温度变化也在背离至少一个电池组电池2的方向上降低。

另一方面，示出了在没有布置珀尔帖元件5的情况下在调温元件4之内的温度变化25。

紧接着，可识别出在第二补偿材料82之内的温度变化26，其中温度在背离至少一个电池组电池2的方向上降低。

此外，示出了在布置珀尔帖元件5的情况下在调温元件4之内的温度变化27。

所标记的温度差28在此情况下对应于通过布置珀尔帖元件5的有利的温度降低。