(57)【要約】  電気セル（６）と、当該電気セル（６）を収容するモジュールハウジング（２）と、当該モジュールハウジング（２）に取り付けられている２つあるいは複数、特に４つあるいは６つの接触ユニット（４）とを備えるバッテリーモジュール（１）であって、接触ユニット（４）の各々は、それぞれ少なくとも２つの接続部（５）を備える。
2012516526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気セル（６）と、
該電気セル（６）を収容するモジュールハウジング（２）と、
該モジュールハウジング（２）に取り付けられている２つあるいは複数、特に４つあるいは６つの接触ユニット（４）とを備えるバッテリーモジュール（１）であって、
前記接触ユニット（４）の各々は、それぞれ少なくとも２つの接続部（５）を備えるバッテリーモジュール。
【請求項２】
各接触ユニット（４）は、少なくとも１つのプラス端子接続部（５）と、少なくとも１つのマイナス端子接続部（５）とを備えることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーモジュール。
【請求項３】
それぞれ２つの接触ユニット（４）が、向かい合って前記モジュールハウジング（２）の外面（３）に取り付けられていることを特徴とする請求項１あるいは２に記載のバッテリーモジュール。
【請求項４】
前記プラス端子接続部（５）は前記電気セル（６）のプラス端子（５）と導電接合され、前記マイナス端子接続部（５）は前記電気セル（６）のマイナス端子と導電接合されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項５】
同種の接続部（５）が、互いに導電接合されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項６】
２つの接触ユニット（４）の接続部（５）は、互いに向かい合っていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項７】
それぞれ同種の接続部（５）がミラー反転して、互いに向かい合う外面（３）に設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項８】
向かい合う接触ユニット（４）が、互いに平行な異なる外面（３）に設けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項９】
第１の接触ユニット（４）の接続部（５）は、該第１の接触ユニット（４）に向かい合う第２の接触ユニット（４）の、向かい合う接続部（５）に対してミラー反転して設けられていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１０】
前記第１の接触ユニット（４１）のマイナス端子接続部（５）は、前記第２の接触ユニット（４２）のマイナス端子接続部（５）の向かい側に設けられていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１１】
前記第１の接触ユニット（４１）のプラス端子接続部（５）は、前記第２の接触ユニット（４２）のプラス端子接続部（５）の向かい側に設けられていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１２】
接触ユニット（４）は少なくとも２つのプラス端子接続部（５）を備え、かつ向かい合う接触ユニット（４）は少なくとも２つのマイナス端子接続部（５）を備えており、前記接触ユニット（４）のうちの１つの接触ユニットの前記プラス端子接続部（５）の１つは、向かい合う前記接触ユニット（４）のマイナス端子接続部（５）の向かい側に設けられていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１３】
接続部（５）は、孔（１５）特にネジ孔を備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１４】
隣り合うバッテリーモジュール（１）の対応する向かい合う接続部（５）が、接合手段（８）によって互いに接合可能であることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１５】
前記接合手段（８）は、それぞれ少なくとも１つの接続部（５）によってネジ止め可能な接触ボルトとして形成されていることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１６】
前記接合手段は、それぞれ少なくとも１つの接続部（５）によって差込み接合可能な接触スリーブ（８）として形成されていることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１７】
前記バッテリーモジュール（１）は、直方体の形状で構成されていることを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１８】
前記バッテリーモジュール（１）は、４つの外面（３）にそれぞれ１つの接触ユニット（４）を備えることを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１９】
前記バッテリーモジュール（１）は、６つの外面（３）にそれぞれ１つの接触ユニット（４）を備えることを特徴とする請求項１から１８のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項２０】
接続部（５）は外面（３）に設けられており、該外面（３）は、前記接続部（５）から、該外面（３）に接する外面（３）に至るまで延伸している溝（１４）を備えることを特徴とする請求項１から１９のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項２１】
２つの側面（３）の間に斜面（１６）が備えられており、該斜面（１６）に接触ユニット（４）が設けられていることを特徴とする請求項１から２０のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項２２】
少なくとも１つの外面（３）に、複数の突起部（１７）が備わっていることを特徴とする請求項１から２１のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項２３】
前記接触ユニットは、自由に設定可能な接続部を備え、異なる接触ユニット（４）の、自由に設定可能な接続部が、互いに電気的に接合されていることを特徴とする請求項１から２２のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項２４】
前記接触ユニット（４）が、自由に設定可能な第１接続部と、自由に設定可能な第２接続部とを備え、異なる接触ユニット（４）の、自由に設定可能な前記第１接続部が、互いに電気的に接合されており、かつ異なる接触ユニット（４）の、自由に設定可能な前記第２接続部が、互いに電気的に接合されていることを特徴とする請求項２３に記載のバッテリーモジュール。
【請求項２５】
請求項１から２４のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールの接触ユニットを密閉するための詰め栓。
【請求項２６】
請求項１から２４のいずれか一項に記載の複数のバッテリーモジュールを備えるバッテリーユニットであって、
隣り合うバッテリーモジュールの接続部が、接合手段（８）によって互いに接合されているバッテリーユニット。
【請求項２７】
自動車を組み立てるための方法であって、以下の方法ステップ、すなわち、
‐構成部材（１８）、特にアセンブリと、ホース接合部とケーブルとを、車両の構成ユニットに取り付けるステップと、
‐請求項１から２４のいずれか一項に記載の第１バッテリーモジュール（１）を、前記車両の前記構成ユニットあるいは構成部材（１８）に固定するステップと、
‐請求項１から２４のいずれか一項に記載のさらなるバッテリーモジュール（１）を、少なくとも間接的に、前記第１バッテリーモジュールに接続するステップとを備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリーモジュールに関する。そのようなバッテリーモジュールはたいてい、複数のバッテリーモジュールを備えるバッテリー構造体の部分であり、かつ特に電気で駆動される車両の電力供給のために使用される。そのようなバッテリーモジュールは、通常ガルバニセルから成る電気セルを備える。その際バッテリーモジュールは、一次バッテリー、すなわち再充電不可能なバッテリーと、二次バッテリー、すなわち再充電可能なバッテリーとで使用される。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１から、互いに並列しかつ互いに平行に設けられた複数のセルを有する電気バッテリーが知られている。電気セルはその両側で、接触路がある電気的な接触構造体によって互いに接続されている。その際接触構造体は、印刷された回路の形状をした接触路を有する絶縁プレートとして形成されている。
【０００３】
特許文献２は、電気セルを接合するための装置を開示している。当該装置は、電気セルを収容するためのハウジングと、多数の孔を有する雌接続プレートとを備える。さらに、多数の突起部が備わっている雄接続プレートが備えられている。突起部は雌接続プレートの孔にはめ込まれ、突起部は一定の配置で電気セルを電気的に互いに接合する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許第３２４６９６８号明細書
【特許文献２】独国特許第１０３１８５８７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願発明の課題は、改善されたバッテリーモジュールおよび改善されたバッテリー構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の基になっている課題は、電気セルと、当該電気セルを収容するモジュールハウジングと、当該モジュールハウジングに取り付けられている２つあるいは複数、特に４つあるいは６つの接触ユニットとを備えるバッテリーモジュールによって解決され、接触ユニットの各々は、それぞれ少なくとも２つの接続部を備える。
【０００７】
それぞれ少なくとも２つの接続部を備える、少なくとも２つの接触ユニットが備えられていることによって、すなわち少なくとも４つの接続部が存在する。それによってバッテリーモジュールは、一方では、前置されたバッテリーモジュールに接続され得る。他方では、該当のバッテリーモジュールに、後置されたさらなるバッテリーモジュールが接続され得る。その際、隣り合うバッテリーモジュールの接触ユニットは、空間的に直接互いに接して設けられ得る。空間的な距離を克服しなくてはならないケーブル敷設をなくすことができる。その場合電気セルとは、特に一次バッテリーと二次バッテリーとを意味し、また燃料セルも意味する。それゆえバッテリーモジュールという言葉には、１つあるいは複数の燃料セルを収容するモジュールも含まれている。
【０００８】
好適には各接触ユニットは、少なくとも１つのプラス端子接続部と、少なくとも１つのマイナス端子接続部とを備える。その際、少なくとも２つの接触ユニットのうちの第１の接触ユニットのプラス端子接続部もしくはマイナス端子接続部によって、バッテリーモジュールを、前置されたバッテリーモジュールに完全に繋ぐことが可能である。少なくとも２つの接触ユニットのうちのさらなる接触ユニットのプラス端子接続部とマイナス端子接続部とによって、バッテリーモジュールは、さらなるバッテリーモジュールに接続され得る。それによって、多くのバッテリーモジュールが、互いに隣り合って設けられ得る。バッテリーモジュールのプラス端子接続部とマイナス端子接続部は、空間的に直接互いに接して設けられ得るので、隣り合うモジュールの電気的接合は単純化される。その際、同種の接続部、すなわち隣り合うバッテリーモジュールのプラス端子接続部あるいはマイナス端子接続部がそれぞれ互いに接触されていてよく、これは電気セルの並列接続の場合に行われる。さらに、異種の接続部、たとえば１つのバッテリーモジュールのプラス接続部と別のバッテリーモジュールのマイナス端子接続部とが互いに接合されていてもよく、これは電気セルの直列接続の場合に行われる。
【０００９】
好ましい構成においては、それぞれ２つの接触ユニットが、向かい合ってモジュールハウジングの外面に取り付けられている。向かい合う構造によって、互いに隣り合って配列されたバッテリーモジュールの接触接続部が、互いに遮蔽し合うことができるようになる。それによってバッテリーモジュールは、一列に連続して互いに接して設けられ得る。その際、隣り合うバッテリーモジュールの接続部は直接互いに隣接し、その結果接続部は、導電接合において直接互いに接触している。選択的には、接触スリーブあるいは接触ボルトによって接触を作り出してよく、接触スリーブあるいは接触ボルトは、両バッテリーモジュールの接続部に同時にはめ込んである。
【００１０】
好適には、プラス端子接続部は電気セルのプラス端子と、マイナス端子接続部は電気セルのマイナス端子と導電接合されている。さらに、好適には、バッテリーモジュールの同種の接続部が、互いに導電接合されている。さらに好適には、バッテリーモジュールの同種の全接続部が、互いに導電接合されている。バッテリーモジュールの全プラス端子接続部はその際、同種である。バッテリーモジュールの全マイナス端子接続部はその際、同種である。プラス端子接続部が、間接的に電気セルを介して、マイナス端子接続部と電気的接合されているとしても、これらの間接的な接合は、上記記述の意味での導電接合ではない。
【００１１】
特に多方面での適用のために、２つの接触ユニットの接続部は、互いに向かい合って設けられている。それによって、隣り合うバッテリーモジュールの接続部が、別のバッテリーモジュールの、対応する向かい合う接続部と隣接することになり、当該向かい合う接続部と接触することができるようになる。その際、それぞれ同種の接続部がミラー反転して、互いに向かい合う外面に設けられていれば、有利である。接続部がミラー反転して、向かい合う外面に設けられているかどうか判断するために、当該接続部が設けられているそれぞれの外面が常に、正面から観察されるべきである。
【００１２】
好適には、向かい合う接触ユニットが、互いに平行な異なる外面に設けられている。これによって、モジュール性と拡張性とが促進される。なぜなら、複数のバッテリーモジュールから成るバッテリー構造体は常に、平行する外面の１つに付けられる、さらなる１つのバッテリーモジュールの分だけ拡張され得るからである。これによって、複数のバッテリーモジュールは、一列に連続して設けられ得る。その際バッテリーモジュールが４つあるいは６つの接触ユニットを備えているならば、当該接触ユニットは、それぞれ互いに平行して向かい合う異なる外面に設けられている。それによって、バッテリーモジュールの側面にも、さらなるバッテリーモジュールを設けることができる。そのためにバッテリーモジュールは、好適には直方体の形状を備える。
【００１３】
具体的には、第１の接触ユニットの接続部は、当該第１の接触ユニットに向かい合う第２の接触ユニットの、向かい合う接続部に対してミラー反転して設けられていてよい。接続部がミラー反転して、向かい合う外面に設けられているかどうか判断するために、当該接続部が設けられているそれぞれの外面が常に、正面から観察されるべきである。
【００１４】
好適には、第１の接触ユニットのマイナス端子接続部は、第２の接触ユニットのマイナス端子接続部の向かい側に設けられている。さらに、好適には第１の接触ユニットのプラス端子接続部は、第２の接触ユニットのプラス端子接続部の向かい側に設けられている。同種の端子接続部がそれぞれ向かい合う構造によって、同種の端子接続部を有する、それぞれ隣り合うバッテリーモジュールは、それぞれの端子接続部を有する隣り合うバッテリーモジュールに隣接され得る。
【００１５】
好適には、接触ユニットは少なくとも２つのプラス端子接続部を備え、かつ向かい合う接触ユニットは少なくとも２つのマイナス端子接続部を備えており、接触ユニットのうちの１つの接触ユニットのプラス端子接続部は、向かい合う接触ユニットのマイナス端子接続部の向かい側に設けられている。これによって、２つのバッテリーモジュールが互いに隣接する際に、マイナス端子接続部を有するバッテリーモジュールが、別のバッテリーモジュールのプラス端子接続部に隣接されることが可能となる。これは、たとえばバッテリーモジュールの直列接続を簡単に実現できるようにするために必要である。
【００１６】
接続部は、隣り合うバッテリーモジュールの向かい合う接続部が、接合手段によって互いに接合可能なように、形成されていてよい。その際接続部は、好適には孔を備える。その際接合手段は、それぞれ少なくとも１つの接続部によって差込み接合され得る接触スリーブとしてそれぞれ形成されていてよい。
【００１７】
好適には、孔はネジ孔として形成されていてよい。そうであれば、対応する接合手段は、それぞれ少なくとも１つの接続部によってネジ止め可能な接触ボルトとして形成されていてよい。このために接続部は、ネジ孔を備える。
【００１８】
好適には、孔には、接触バネが設けられており、当該接触バネは、摩擦接続的な接合のための、はめ込まれた接合手段に力を印加できる。
【００１９】
好適にはバッテリーモジュールは、直方体の形状で構成されている。それによって、複数のバッテリーモジュールを簡単に、互いに一緒にして、省スペースの平坦な構造体にすることができる。さらに、複数のバッテリーモジュールを、積み上げて設けることができる。好適にはバッテリーモジュールは、４つの外面にそれぞれ１つの接触ユニットを備える。さらに好適には、バッテリーモジュールは、６つの外面にそれぞれ１つの接触ユニットを備える。それぞれ１つの接触ユニットを有する４つあるいは特に６つの外面を備えることによって、複数のバッテリーモジュールを備えるバッテリー構造体を構成する際に、付加的な構造の可能性とひいては高い可変性とがもたらされる。
【００２０】
好適には、接続部は外面に設けられており、外面は、接続部から、当該外面に接する外面に至るまで延伸している溝を備える。これにより、接続部に達することが可能となり、しかも該当の接続部が設けられている外面とは別の外面から達することが可能となる。これにより、すでに隣接している隣り合うバッテリーモジュールの接続部を、後から接合手段を介して互いに導電接合することができるという利点がもたらされる。その際溝は、接してかつ隣り合う側面からの通路であり、その結果、接合手段を取り付けるために、両バッテリーモジュールをもはや互いに相対的に動かす必要がない。さらに、バッテリーモジュールを互いに相対的に動かす必要なく、すでに取り付けられた接合手段を再び取り除くことができる。その際溝は、断面で見て、取り付けられるべきあるいは取り外されるべき接合手段よりも小さくない。
【００２１】
好適にはその際、２つの外面の間に斜面が備えられており、当該斜面に接触ユニットが設けられている。この斜面によって、接合手段の簡単な取り付けが可能となる。
【００２２】
特に有利な構成においては、少なくとも１つの外面に、複数の突起部が備わっている。これらの突起部は、隣り合う２つのバッテリーモジュールの外面間のスペーサとして用いられる。それによって生じる間隔によって、排熱あるいは給熱を可能にするための空間が作られる。排熱もしくは給熱は、熱伝導プレートを介して、あるいは冷却液もしくは加熱液のような流動可能な媒体によって、あるいは空気冷却によって行われ得る。
【００２３】
好ましい構成においては、接触ユニットは、自由に設定可能な接続部を備え、異なる接触ユニットの、自由に設定可能な接続部が、互いに電気的に接合されている。接触ユニットが、自由に設定可能な第１接続部と、自由に設定可能な第２接続部とを備え、異なる接触ユニットの、自由に設定可能な第１接続部が、互いに電気的に接合されており、かつ異なる接触ユニットの、自由に設定可能な第２接続部が、互いに電気的に接合されていれば、特に有利である。自由に設定可能な接続部は、多数の適用可能性を拡張させる。なぜなら、ケーブルあるいはクリップのような外部の接触手段を用いる必要なく、バッテリーモジュールの回路をより複雑に構成することができるからである。
【００２４】
液状の熱伝導剤が備えられている場合には、液状の媒体と接触する、バッテリーモジュールの外面にある不必要な接続部が、詰め栓によって密閉されれば、有利である。これは好適には、上述の種類のバッテリーモジュールの接触ユニットの接続部を密閉するために構成された、あるいはそれに適した詰め栓によって行われる。
【００２５】
本発明の基になっている課題はさらに、上述の種類に従った複数のバッテリーモジュールを備えるバッテリー構造体によって解決され、隣り合うバッテリーモジュールの接続部は、互いに導電接合されている。
【００２６】
本発明の基になっている課題はさらに、以下の方法ステップを備える、自動車を組み立てるための方法によって解決される。すなわち、
‐構成部材、特にアセンブリと、ホース接合部とケーブルとを、車両の構成ユニットに取り付けるステップと、
‐前述の種類の第１バッテリーモジュールを、車両の構成ユニットあるいは構成部材に固定するステップと、
‐前述の種類のさらなるバッテリーモジュールを、少なくとも間接的に、第１バッテリーモジュールに接続するステップと、である。
【００２７】
その際間接的にとは、バッテリーモジュールが、少なくとも別のバッテリーモジュールの中間接続で、第１バッテリーモジュールと接合されることを意味する。この方法によって、車両空間内の構成部材間のスペースは、バッテリー構造体によって最適に利用され得る。
【００２８】
本発明は、以下の図に基づいてより詳細に説明される。図に示されるのは以下である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るバッテリーモジュールの概略斜視図である。
【図２】ａ）第１接触ユニットである。ｂ）それぞれ５つの接続部を備える、図１に記載のバッテリーモジュールの、第１接触ユニットに向かい合う第２接触ユニットである。
【図３】図２に記載の第１接触ユニットと第２接触ユニットをそれぞれ備える、図１に記載のバッテリーモジュールの、向かい合う２つの外面の平面図である。
【図４】図１に記載のバッテリーモジュールを線Ｉ−Ｉで切断した概略断面図である。
【図５】並列接続された、本発明に係る２つのバッテリーモジュールを備える、本発明に係るバッテリー構造体と、対応する回路図である。
【図６】直列接続された、本発明に係る２つのバッテリーモジュールを備える、本発明に係るバッテリー構造体と、対応する回路図である。
【図７】直列接続と並列接続との組み合わせで、本発明に係る１６のバッテリーモジュールを備える、本発明に係るバッテリー構造体と、対応する回路図である。
【図８】本発明に係るバッテリーモジュールの詳細な構成であって、ａ）側面図である。ｂ）断面図である。
【図９】図８に記載の構成に従った、本発明に係る２つのバッテリーモジュールである。
【図１０】外面に突起部を有する、本発明に係る２つのバッテリーモジュールである。
【図１１】本発明に係るバッテリー構造体が取り付けられている車両エンジン室の概略部分図であって、ａ）側面図である。ｂ）断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１には、長方形のモジュールハウジング２によって画定されている、本発明に係るバッテリーモジュール１が表されている。その際モジュールハウジングは、６つの外面３を備える。外面３は全体で、それぞれ同一の辺の長さを有して正方形に構成されており、その結果、バッテリーモジュールは全部で、立方体形状を備える。
【００３１】
６つの外面３には、それぞれ１つの接触ユニット４が設けられている。それぞれ１つの接触ユニット４は、下でより詳細に説明されるように、バッテリーモジュール１の接点となる複数の接続部５を備える。図１に示されるバッテリーモジュール１は全部で６つの接触ユニット４を備え、外面３の各々に、ちょうど１つの接触ユニット４が設けられている。図１においてバッテリーモジュール自身によって隠されている接触ユニットは、破線によって表示されている。
【００３２】
全部で６つの接触ユニット４を代表して、図２では、２つの接触ユニット４が詳細に見分けられる。図２ａでは、図１において正面から見分けられる外面３１に設けられている接触要素４１が見分けられる。図２ｂは、図１に表されたバッテリーモジュール１の背面に設けられている接触ユニット４２を示している。
【００３３】
接触ユニット４１は、全部で５つの接続部５を備え、当該接続部５は、左から右に向かって見て、以下の仕様を備える。すなわち、１つのプラス端子接続部、２つのマイナス端子接続部、自由に設定可能な１つの第１接続部Ａ、自由に設定可能な１つの第２接続部Ｂである。接触ユニット４２は同様に５つの接続部を備え、当該接続部は、左から右に向かって見て、以下の仕様を備える。自由に設定可能な１つの第２接続部Ｂ、自由に設定可能な１つの第１接続部Ａ、１つのプラス端子接続部、１つのマイナス端子接続部、１つのプラス端子接続部である。接触ユニットのプラス端子接続部はそれぞれ、バッテリーモジュール１に含まれる電気セル６のプラス端子と、導電接合されている。電気セル６は、単に概略的に表示されているだけである。接触ユニットのマイナス端子接続部はそれぞれ、電気セル６のマイナス端子と導電接合されている。自由に設定可能な接続部Ａ，Ｂは、電気セル６と接合されておらず、単に同種の接続部と互いに接合されているだけである。接触ユニット４１の、自由に設定可能な接続部Ａは、接触ユニット４２の、自由に設定可能な接続部Ａと接合されている。同じことが、接触ユニット４２の、自由に設定可能な接続部Ｂと接合されている、接触ユニット４１の、自由に設定可能な接続部Ｂに当てはまる。自由に設定可能な接続部は、それだけではなく、その他の接触ユニット４３から４６の、それぞれ同種の接続部とも、導電接合されている。電気セル６は、二次バッテリーとして実施されている。
【００３４】
図２でさらに明らかなのは、第１接触ユニット４１の接続部が、中央の接続部を除いて、接触ユニット４２の接続部に対してほぼミラー反転して設けられていることである。このようなミラー反転した構造は、特に、互いに隣接する隣り合うバッテリーモジュールの同種の接続部が、互いに接触することが可能になるためのものであり、これについては以下にさらに詳細に説明される。ミラー反転した構造は常に、それぞれ向かい合う接触ユニットに該当する。
【００３５】
図３には、すべての外面を代表してそれぞれ、外面３１と、それぞれ向かい合う外面３２とが示されている。これらの外面３１，３２に、接触ユニット４１もしくは４２が、偏心して設けられている。接触ユニットがそれぞれの外面３１，３２にほぼミラー反転して設けられており、外面３１，３２の中心を通って延在する、それぞれ仮定のミラー軸Ｓに関してミラー反転が行われることが見分けられる。その点において、互いに隣接している、隣り合う２つのバッテリーモジュール１の接触ユニットが、同一平面で互いに隣接することが可能である。
【００３６】
図４は、図１に記載のバッテリーモジュール１の断面図を示しており、接触ユニット４１，４２，４３，４４の接続部５が見分けられる。簡単に表すという理由から、ここで示されている接触ユニットは、共通の平面内に設けられている。互いに向かい合っていない接触ユニットは、簡単に、異なる平面にも設けられてよい。概略的に、図４においては、内側にある電気セル６が見分けられる。例として、接続部相互間と電気セルのいくつかの電気的接合が示されている。たとえば、接触ユニット４３のプラス端子接続部が、電気セルと接触ユニット４２のプラス端子接続部と接合されていることが見分けられる。もちろん、接触ユニットのプラス端子接続部は、バッテリーモジュール１のその他の接触ユニット４１，４４，４５，４６のプラス端子接続部とも接合されている。同じことが、全体的に互いにかつ電気セル６のマイナス端子接続部と接合されている、接触ユニットのマイナス端子接続部に当てはまる。自由に設定可能な接続部Ａは、それぞれ互いに接合されている。同様に、自由に設定可能な接続部Ｂは、全体的に互いに接合されている。
【００３７】
図５には、全部で２つのバッテリーモジュール１，１’を備えるバッテリー構造体１０が示されている。バッテリーモジュールは、それぞれ２つの外面３Ａ，３Ａ’で互いに隣接している。バッテリーモジュール１，１’は互いに同一平面に配列されており、その結果、バッテリーモジュール１，１’のさらなる外面３Ｂ，３Ｂ’が互いに一直線に並んでいる。
【００３８】
第１のバッテリーモジュール１の接触ユニット４１のプラス端子接続部と、第１のバッテリーモジュール１の接触ユニット４１のマイナス端子接続部とに、それぞれ１つの磁極片７＋、７−が取り付けられている。磁極片は、スリーブとしてあるいはボルトとして構成されていてよく、それぞれの接続部５に挿入もしくは螺入されていてよい。外部に向かっては、それぞれの磁極片７は、バッテリー構造体１０のプラス端子もしくはマイナス端子となっている。
【００３９】
さらに見分けられるのは、第１のバッテリーモジュール１の接触ユニット４２と、第２のバッテリーモジュール１’の接触ユニット４１’との間に、選択的にはネジ山を有する接合ボルトとしても構成されていてよい、それぞれ１つの接合スリーブ８が設けられていることである。接合スリーブ８は、第１のバッテリーモジュール１の接触ユニット４２のプラス端子接続部と、第２のバッテリーモジュール１’の接触ユニット４１’のプラス端子接続部との間の導電接合をする。両バッテリーモジュール１，１’のこの回路によって、下にある回路図から単純化されて見分けられるように、バッテリーモジュール１，１‘の並列接続がもたらされる。
【００４０】
図６は、別の回路を有する、図５のバッテリー構造体１０を示している。その際、図５の回路との相違のみが検討される。その他の点では、示された構造体は一致している。
【００４１】
見分けられるのは、図５に示された構造体とは違い、磁極片７＋が、第１のバッテリーモジュール１で、自由に設定可能な接続部Ｂに挿入されていることである。さらに、第１のバッテリーモジュール１の接触ユニット４２の、自由に設定可能な接続部Ｂと、第２のバッテリーモジュール１’の接触ユニット４１’の、自由に設定可能な接続部Ｂとが、接合スリーブ８によって互いに接合されている。さらに、第１のバッテリーモジュール１の接触ユニット４２の中央の接続部と、第２のバッテリーモジュール１’の接触ユニット４１’の中央の接続部とが、互いに接合されている。それによって、第２のバッテリーモジュール１’のマイナス端子接続部が、第１のバッテリーモジュール１のプラス端子接続部と接合されている。第２のバッテリーモジュール１’の第２接触ユニット４２’のプラス端子接続部は、Ｕ字プラグ９によって直接、第２のバッテリーモジュール１’の接触ユニット４２’の、自由に設定可能な接続部Ｂに接続されている。その点において、プラスの磁極片７＋は、第２のバッテリーモジュール１’の第２接触ユニット４２’のプラス端子接続部と直接に、導電接合されている。このことから、下にある回路図から明らかなように、両バッテリーモジュール１，１’の直列接続がもたらされる。
【００４２】
図７は、全部で１６のバッテリーモジュール１を備えるさらなるバッテリー構造体１０’を示している。バッテリーモジュール１は全部で、それぞれ８つのバッテリーモジュール１から成る２つのグループ１１１，１１２に構設されている。１つのグループ１１１，１１２のすべてのバッテリーモジュール１の全プラス端子接続部と全マイナス端子接続部は、接合スリーブ８を介してそれぞれ互いに、少なくとも間接的に、導電接合されている。さらなる接合スリーブ８’を介して、１つのグループ１１１のバッテリーモジュール１１のプラス端子接続部が、別のグループ１１２のバッテリーモジュール１２のマイナス端子接続部と、導電接合されている。マイナスの磁極片７−は、１つのグループ１１１のバッテリーモジュール１１のマイナス端子接続部と接続されている。プラスの磁極片７＋は、別のグループ１１２のバッテリーモジュール１２のプラス端子接続部と導電接合されている。その際、プラスの磁極片７＋は、マイナスの磁極片７−も設けられているのと同じ接触ユニット４の、自由に設定可能な接続部Ａにあり、その結果外部からのバッテリー構造体１０全体の接触は、唯一の接触ユニットで行われる。それでもなお、プラスの磁極片７＋と、バッテリーモジュール１２のプラス端子接続部との間の導電接合を作ることができるようにするために、隣り合うバッテリーモジュール１１，１２を、それらの自由に設定可能な接続部Ａで互いに電気的に接合する、接合スリーブ８”が備えられている。第２グループ１１２のすべてのバッテリーモジュール１２のプラス端子接続部を、自由に設定可能な接続部Ａに対して導電接合するために、第２グループ１１２のバッテリーモジュール１２には、プラス端子接続部と、自由に設定可能な接続部Ａとの間にＵ字プラグが備えられている。
【００４３】
全部で、これによって、それぞれのグループ１１１，１１２のバッテリーモジュール１の互いの並列接続がもたらされる。両グループ１１１，１１２はその際、前後に連続して直列に接続されている。全部で、横に示される、バッテリー構造体１０の回路図がもたらされる。
【００４４】
両グループ１１１，１１２は、図７において１つの平面に設けられている。しかしながら、グループはそれぞれ、重なり合ってあるいは幾何学的に完全に異なる形状で設けられていてよいことは、自明である。両グループ１１，１１’の間の導電接合を作る接合スリーブ８’、８”は、そうすれば、バッテリーモジュールの蓋面あるいは底面の接触ユニットにも取り付けられ得る。
【００４５】
バッテリーモジュール１１，１２の２つのグループ１１１，１１２間に、中間空間１２が備えられている。この中間空間１２は、排熱もしくは給熱のために用いられる。効率的な給熱もしくは排熱のために、熱伝導プレート１３が、中間空間１２に設けられている。選択的には、中間空間１２には、熱伝導性の媒体、特に熱伝導性ガスあるいは熱伝導性液体も設けられていてよく、あるいは中間空間を貫流してもよい。
【００４６】
導電性を有する、流動可能な熱伝導性媒体が備えられている場合には、媒体と接触できる不必要な接続部は、図示されていない詰め栓によって密閉される。
【００４７】
図８は、バッテリーモジュール１の接触ユニット４の接続部５を詳細に示している。その際図８ｂは、図８ａを線ＩＩ−ＩＩで切断した断面図を示している。接触ユニット４は、バッテリーモジュール１の第１の外面３１に設けられている。その際接触ユニット４は、外面３１の縁部領域に設けられている。すなわち、当該接触ユニット４は、この場合立方体形状をしたバッテリーモジュール１の辺の近くにある。接続部５は、それぞれ１つの孔１５の形状で構成されている。それぞれ１つの溝１４は、孔１５を、モジュールハウジング２のさらなる外面３３と接合している。両外面３１，３３はその際、互いに接している。溝１４は、孔１５の穿孔軸Ｂに対して垂直に延伸している。穿孔軸Ｂに対して長手方向に見て、溝の長さは、隣り合っている２つの接続部５の接合のために使用される接合スリーブ８のほぼ半分の長さに相当する。しかしながら、好適には溝は、接合スリーブ８の半分の長さよりもほんのわずか長く、その結果接触スリーブの容易な取り付けが可能となる。
【００４８】
図９では、２つのバッテリーモジュール１，１’が、図８ｂに記載の図と相似して、それぞれ部分的に見分けられる。両バッテリーモジュール１，１’の２つの接続部５，５’は、互いに隣接している。単に図をより明確にするためだけに、両面３１，３２’が、互いにわずかな間隔を有して表されている。接合スリーブ８は、バッテリーモジュールの溝１４を通ってガイドされて、孔１５の中に至るまではめ込まれ得る。これによって、両バッテリーモジュール１，１’と、それぞれの接続部５，５’とがすでに互いに隣接している場合でも、接合スリーブの取り付けが可能である。取り付けを容易にするために、バッテリーモジュール１は、特に図８ｂから見分けられるように、両外面３１，３３の間の境界領域に設けられている斜面１６を備えている。この斜面によって、たとえば外部の工具によって、接続部により良好に達することが可能となる。
【００４９】
図１０は、有利な構成におけるバッテリーモジュール１の外面３１を示している。外面３１は、当該外面３１から外部に向かって突き出ている複数の突起部１７を備える。当該突起部１７は、隣り合って設けられるべきさらなるバッテリーモジュールに対するスペーサとして用いられる。それによって作られる、２つのバッテリーモジュール間の間隔によって、改善された排熱もしくは給熱が可能となる。突起部自身は、冷却リブとして用いられてよい。単に図をより明確にするためだけに、面３２’が、突起部１７に対するわずかな間隔を有して表されている。
【００５０】
様々な構成のバッテリー構造体のために、本発明に係るバッテリーモジュールが使用され得ることは、明らかである。特に、バッテリーモジュールは、極めて多様な幾何学的構造体に取り付けられ得る。これによって、従来のバッテリーユニットの、通常のかさばるブロック形状が解消され、図１１に基づいて示されるように、車両内の小さくかつ曲がりくねった設置スペースをも利用可能にする、フレキシブルなモジュラーシステムに取って代わられる。
【００５１】
図１１は、自動車のエンジン室１９の部分図を概略的に示している。当該エンジン室１９にある様々な構成部材が、参照符号１８を付されている。構成部材１８は、たとえばアセンブリ、車体部材、ホース接合部あるいはケーブルのような、エンジン室に設けられている、考えられ得るあらゆる種類のコンポーネントであってよい。自動車の継続するさらなる発展によって、常に新たな構成部材がエンジン室に据え付けられ、あるいはすでに存在する構成部材が部分的に必要スペースをより多く必要とすることになる。これらの発展は、車両の外寸はある一定の最大値を超えてはならず、客室内部はできるだけ大きな寸法であるべきであるということと、対立関係にある。これによってとりわけ、車両のエンジン室内の必要スペースがぎりぎりに見積もられるということになってしまう。
【００５２】
構成部材１８の他に、外見上任意な方法で互いに接して並べられている多数のバッテリーモジュール１が見分けられる。しかしながら、バッテリーモジュール１によって、構成部材１８間の利用できるスペースは最適に利用される。特に、多数のバッテリーモジュール１から形成されるバッテリー構造体は、車両の最終取り付けの際に初めて、個々のバッテリーモジュール１から構設され得る。その際、まず個々の構成部材１８が、エンジン室１９に取り付けられる。続いてバッテリーモジュール１が、構成部材１８を取り囲んで設けられ、繋ぎ合わされる。その際、少なくとも１つの第１バッテリーモジュール１がエンジン室１９内に固定されて取り付けられ、当該バッテリーモジュール１は、車両の構成ユニット、あるいは、好適にはすでに車両と固定されて接合されている構成部材に固定される。続いて、さらなるバッテリーモジュール１が取り付けられ、その際少なくとも間接的に、第１バッテリーモジュールに接続される。
【符号の説明】
【００５３】
１  バッテリーモジュール
２  モジュールハウジング
３  外面
４  接触ユニット
５  接続部
６  バッテリーセル
７  磁極片
８  接合スリーブ
９  Ｕ字プラグ
１０  バッテリー構造体
１１  グループ
１２  中間空間
１３  熱伝導プレート
１４  溝
１５  孔
１６  斜面
１７  突起部
Ｂ  穿孔軸
【図１】
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【図２ａ）】
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【図２ｂ）】
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【図３ａ）】
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【図３ｂ）】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ）】
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【図８ｂ）】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１ａ）】
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【図１１ｂ）】
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【国際調査報告】
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