專利名稱：電池模塊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求1和11的前序部分所述的電池模塊、一種根據(jù)權利要求14的前序部分所述的電池模塊系統(tǒng)和一種機動車。
背景技術：
電池(例如鋰離子電池或kbra電池)向各種設施供電，例如機動車、醫(yī)院或鉆機。一般而言，多個電池安裝在一個殼體中并且由此形成一個電池模塊。電池模塊具有以下優(yōu)點其可以更容易地用冷卻流體冷卻，并且可以通過將多個電池模塊組合成一個電池模塊系統(tǒng)來簡單地實現(xiàn)更高的電功率。在出現(xiàn)干擾時，例如在火災或所謂的熱耗散時，在電池、例如鋰離子電池中產(chǎn)生氣體或蒸汽，它們可能在電池的氣密殼體中導致過壓。為了阻止電池的爆裂，借助過壓閥將氣體或蒸汽通過放氣管路導出到電池的周圍環(huán)境中。排出的氣體和蒸汽通常是十分有毒的， 從而它們可能在周圍環(huán)境中造成損害。尤其是由此可能以不利的方式影響人們的健康。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的電池模塊、尤其是用于機動車的電池模塊包括一殼體、至少一個設置在所述殼體中的電池、至少一個用于從所述至少一個電池導出氣體或蒸汽的裝置，其中， 所述至少一個裝置設有至少一個用于從所述氣體或蒸汽分離出至少一種有毒和/或?qū)Νh(huán)境有害的物質(zhì)的器件。因此，有毒或?qū)Νh(huán)境有害的物質(zhì)不會進入環(huán)境中，因為它們在導出之前被分離或分開，這些有毒或?qū)Νh(huán)境有害的物質(zhì)在環(huán)境中尤其可能危害人類。電池模塊也可以是具有至少一個用于從至少一個電池導出氣體或蒸汽的裝置的電池。尤其地，有毒和 /或?qū)Νh(huán)境有害的物質(zhì)是一種氣體或多種氣體或蒸汽。在另一種構(gòu)型方案中，所述至少一個器件包括至少一種吸附材料。吸附材料可以輕易地吸附有毒或?qū)Νh(huán)境有害的物質(zhì)，使得提供了一種用于分離的簡單器件。在一種變型方案中，所述至少一種吸附材料包括活性炭和/或至少一種無機的吸附材料，例如沸石、磷酸鋁或、氧化鋁(Y-Al2O3)。在一種附加的實施方式中，所述至少一種吸附材料的比表面積大于50m2/g，尤其是大于100m2/g。優(yōu)選地，所述至少一種吸附材料設有化合物或設有具有極性原子鍵的物質(zhì)，例如氨絡物。由此提高對于極性的氣態(tài)化合物的吸附能力。在一種補充的構(gòu)型方案中，所述至少一個裝置各在所述至少一個電池中的一個上包括至少一個放氣管路和一個過壓閥，或者對于整個電池模塊包括一個放氣管路和一個過壓閥。在另一種實施方式中，所述至少一個放氣管路的內(nèi)側(cè)設有所述至少一種吸附材料。由此不需要用于接收吸附材料的附加構(gòu)件，因為吸附材料設置在已經(jīng)存在的放氣管路的內(nèi)側(cè)上。
在一種變型方案中，所述至少一個放氣管路匯入到供所述氣體或蒸汽通過的腔中并且在所述腔中設有吸附材料，其中，優(yōu)選所述腔的每單位長度的容積大于所述至少一個放氣管路的每單位長度的容積。當腔完全被吸附材料填滿時，所有的氣體或蒸汽必須流過吸附材料，從而能夠特別好地、尤其是完全地或幾乎完全地分離出有毒或?qū)Νh(huán)境有害的物質(zhì)。在一種補充的構(gòu)型方案中，所述至少一個放氣管路構(gòu)造為螺旋形的。放氣管路的長度由此被增加并且由此吸附效率也被增加。在另一種實施方式中，所述至少一個電池流體密封地設置在所述殼體中和/或所述電池是鋰離子電池。根據(jù)本發(fā)明的電池模塊、尤其是用于機動車的電池模塊包括一殼體、至少一個設置在所述殼體中的電池、至少一個用于將氣體或蒸汽從所述至少一個電池導出的裝置，其中，所述至少一個裝置設有一用于存儲氣體或蒸汽的收集容器。適宜地，所述收集容器在用于存儲氣體或蒸汽之前處于真空下。尤其地，收集容器可通過閉鎖機構(gòu)、例如隔膜或閥與放氣管路傳導流體地連接。在一種附加的構(gòu)型方案中，收集容器為了存儲氣體或蒸汽能例如借助壓縮機置于至少1巴的壓力下。在另一種構(gòu)型方案中，所述至少一個電池包括一個可正極充電的電極和一個可負極充電的電極。在一種變型方案中，所述器件是用于分離或燒盡有毒或?qū)Νh(huán)境有害的物質(zhì)的方法技術上的設備。根據(jù)本發(fā)明的電池模塊系統(tǒng)包括至少一個在本申請中描述的電池模塊。根據(jù)本發(fā)明的機動車包括一個在本申請中描述的電池模塊和/或一個在本申請中描述的電池模塊系統(tǒng)。


下面參照附圖詳細地描述本發(fā)明的三個實施例。附圖示出圖1第一實施方式中的電池模塊的示意的橫剖面，圖2第二實施方式中的根據(jù)圖1的電池模塊，圖3第三實施方式中的根據(jù)圖1的電池模塊，圖4電池模塊系統(tǒng)的縱剖面，和圖5機動車的強烈示意化的視圖。
具體實施例方式在圖1中以示意的橫剖視圖示出根據(jù)本發(fā)明的用于接收八個構(gòu)造為鋰離子電池3 的電池2的電池模塊1。由壁9形成的殼體6配設有四個側(cè)壁12、一個底壁10和一個蓋壁 11 (圖1至3)。電池模塊的長度為12cm，寬度為7cm以及高度為10cm。空氣作為冷卻流體通過蓋壁11上的進入管路16的進入開口 15被引導到殼體6的內(nèi)室27中。類似地在底壁 10上構(gòu)造一個具有排出開口 17的排出管路18。殼體6由金屬或塑料構(gòu)成?？諝饨柚娘L機或通風機(未示出)導入到進入管路16的進入開口 15中并且在進入管路16的末端流入到內(nèi)室27中。導入到殼體6中的空氣在排出管路18的末端又從殼體流出。在出現(xiàn)干擾、尤其火災時，在鋰離子電池3中可能產(chǎn)生多種氣體或蒸汽。為了避免鋰離子電池3爆炸或泄漏，自電池2中的一個確定壓力開始將氣體或蒸汽從電池2上的過壓閥22導入到收集室21中。收集室21由上蓋壁13、側(cè)壁12的一部分和蓋壁11構(gòu)成并且成為放氣管路20，因為氣體和蒸汽也通過收集室21被導出(圖1至幻。底壁10和蓋壁11 設有八個圓形的空槽，在這些空槽中設置八個鋰離子電池3 (未示出)。在底壁10下方設置一個下底壁14。在此，內(nèi)室27(冷卻流體被引導通過該內(nèi)室)流體密封地與收集室21分開。收集室21匯入到放氣管路20中以將氣體或蒸汽導出到周邊或環(huán)境中。放氣管路20、 收集室21和過壓閥22因此是用于從電池2導出氣體或蒸汽的裝置7。在圖1中示出用于從氣體或蒸汽分離出有毒或危害環(huán)境的物質(zhì)的器件8的第一實施例。放氣管路20的內(nèi)側(cè)設有活性炭作為吸附材料19?；钚蕴吭趯怏w導出到周圍環(huán)境中之前吸附來自從電池2排出的氣體的有毒或危險的物質(zhì)，使得這些有毒物質(zhì)不會危害環(huán)境。當在至少一個電池2中出現(xiàn)過壓時，至少一個過壓閥22打開。氣體或蒸汽通過過壓閥 22從至少一個電池2流入到收集室21中并且從收集室21通過放氣管路20流入到周圍環(huán)境中。當流過放氣管路20時，吸附材料19在此吸附有毒物質(zhì)，使得沒有或者幾乎沒有有毒物質(zhì)進入到周圍環(huán)境中。在第二實施例中，腔23被用作用于從氣體或蒸汽分離出有毒或?qū)ξ：Νh(huán)境的物質(zhì)的器件8 (圖幻。腔23是放氣管路20的組成部分，從而氣體和蒸汽流過腔23。腔23為此具有一個用于將氣體或蒸汽從放氣管路20導入到腔23中的第一開口和一個用于將氣體或蒸汽從腔23導出到放氣管路20中的第二開口。腔23優(yōu)選完全地被填滿吸附材料19。 作為吸附材料19使用例如沸石和/或活性炭，吸附材料設有化合物或設有具有極性原子鍵的物質(zhì)、例如氨絡物，以便提高對極性的氣態(tài)化合物或物質(zhì)的吸附能力。在放氣管路20中在流動方向上在腔23后面的止回閥沈阻止沒有氣體、液體或固體能夠從外部進入到放氣管路20中以及由此到達電池模塊1。當在放氣管路20中相對于周圍環(huán)境存在至少350mbar 的過壓時，止回閥沈打開。這對應于當相對于20°C的初始溫度出現(xiàn)100K的溫度升高時在電池模塊1中建立的過壓。在作為正常的溫度或壓力波動的結(jié)果的壓力波動時，止回閥沈應當優(yōu)選不打開。在圖3中示出第三實施例。通過放氣管路20引導的氣體或蒸汽被收集容器M接收或存儲，使得它們不進入環(huán)境中。壓縮機25將收集容器M中的壓力提高到2或20bar 之間的范圍，以便能夠在收集容器M中每單位容積接收更大量的氣體或蒸汽。在將氣體或蒸汽導入到收集容器M中之后，可以借助一個未示出的傳感器檢測收集容器對中的氣體或蒸汽并且接下來可以由控制單元(未示出)輸出相應的報告?；诖丝梢栽诓患又丨h(huán)境負擔的情況下從收集容器M清除氣體或蒸汽。收集容器M也可以構(gòu)造為可膨脹的氣球。在未示出的第四實施例中，收集容器對在存儲氣體或蒸汽之前處于真空下。在將氣體或蒸汽從收集室21向收集容器M引導的放氣管路20中設有隔膜。過壓閥22配設有傳感器，這些傳感器識別過壓閥22的打開。在一個過壓閥22打開時，該打開被報告給控制單元，控制單元例如機械地或電地通過加熱和熔化隔膜促使隔膜切斷，其方式是電流被傳導通過隔膜。由于收集容器M中的真空，來自收集室21的氣體或蒸汽被抽吸。多個電池模塊1也可以連接成一個根據(jù)本發(fā)明的電池模塊系統(tǒng)4 (圖4)。各個電池模塊1的進入和排出開口 15、17與中央空氣輸送裝置、例如通風器并聯(lián)(未示出)。因此，在例如用于機動車5的、具有6個電池模塊1 (每個電池模塊具有8個鋰離子電池3)的電池模塊系統(tǒng)中，存在48個鋰離子電池3。因此，模塊化的結(jié)構(gòu)允許更好的規(guī)模可縮放性， 因為通過相同的電池模塊1能夠簡單地實現(xiàn)用于不同用途的不同電功率。只要沒有相反地指出，各種實施例的細節(jié)可以相互結(jié)合。綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的電池模塊1具有重要的優(yōu)點。在干擾時從電池2排出的、 具有有毒或?qū)Νh(huán)境有害的物質(zhì)的氣體或蒸汽不再進入到周圍環(huán)境中，從而尤其是人們不再受到它們的危害。
權利要求
1.電池模塊(1)，尤其是用于機動車(5)的電池模塊，包括一殼體(6)，至少一個設置在所述殼體(6)中的電池0)，至少一個用于從所述至少一個電池(2)導出氣體或蒸汽的裝置(7)，其特征在于，所述至少一個裝置(7)設有至少一個用于從所述氣體或蒸汽分離出至少一種有毒和/或?qū)Νh(huán)境有害的物質(zhì)的器件(8)。
2.根據(jù)權利要求1所述的電池模塊，其特征在于，所述至少一個器件(8)包括至少一種吸附材料(19)。
3.根據(jù)權利要求2所述的電池模塊，其特征在于，所述至少一種吸附材料(19)包括活性炭和/或至少一種無機的吸附材料(19)，例如沸石、磷酸鋁或Y氧化鋁。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的電池模塊，其特征在于，所述至少一種吸附材料(19)的比表面積大于50m2/g，尤其是大于100m2/g。
5.根據(jù)權利要求2至4中任一項或多項所述的電池模塊，其特征在于，所述至少一種吸附材料(19)設有化合物或設有具有極性原子鍵的物質(zhì)，例如氨絡物。
6.根據(jù)權利要求2至5中任一項或多項所述的電池模塊，其特征在于，所述至少一個裝置(7)各在所述至少一個電池O)中的一個上包括至少一個放氣管路OO)和一個過壓閥 (22)。
7.根據(jù)權利要求6所述的電池模塊，其特征在于，所述至少一個放氣管路OO)的內(nèi)側(cè)設有所述至少一種吸附材料(19)。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的電池模塊，其特征在于，所述至少一個放氣管路OO)匯入到供所述氣體或蒸汽通過的腔中并且在所述腔中設有吸附材料(19)，其中， 優(yōu)選所述腔的每單位長度的容積大于所述至少一個放氣管路OO)的每單位長度的容積。
9.根據(jù)權利要求6至8中任一項或多項所述的電池模塊，其特征在于，所述至少一個放氣管路OO)構(gòu)造為螺旋形的。
10.根據(jù)以上權利要求中任一項或多項所述的電池模塊，其特征在于，所述至少一個電池( 流體密封地設置在所述殼體(6)中和/或所述電池( 是鋰離子電池(3)。
11.電池模塊(1)，尤其是用于機動車(5)的電池模塊，包括一殼體(6)，至少一個設置在所述殼體(6)中的電池0)，至少一個用于從所述至少一個電池(2)導出氣體或蒸汽的裝置(7)，其特征在于，所述至少一個裝置(7)設有一用于存儲所述氣體或蒸汽的收集容器 04)。
12.根據(jù)權利要求11所述的電池模塊，其特征在于，所述收集容器04)在用于存儲所述氣體或蒸汽之前處于真空下。
13.根據(jù)權利要求11或12所述的電池模塊，其特征在于，所述收集容器04)為了存儲所述氣體或蒸汽能例如借助壓縮機05)置于至少1巴的壓力下。
14.具有多個電池模塊⑴的電池模塊系統(tǒng)G)，其特征在于，所述電池模塊系統(tǒng)⑷ 包括至少一個根據(jù)權利要求1至13中任一項或多項所述的電池模塊(1)。
15.機動車(5)，其特征在于，所述機動車( 包括根據(jù)權利要求1至13中任一項或多項所述的電池模塊(1)和/或根據(jù)權利14所述的電池模塊系統(tǒng)(4)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電池模塊(1)，尤其是用于機動車的電池模塊，包括一殼體(6)、至少一個設置在所述殼體(6)中的電池(2)、至少一個用于從所述至少一個電池(2)導出氣體或蒸汽的裝置(7)，其中，所述至少一個裝置(7)設有至少一個用于從所述氣體或蒸汽分離出至少一種有毒和/或?qū)Νh(huán)境有害的物質(zhì)的器件(8)。
文檔編號H01M10/52GK102369629SQ200980158468
公開日2012年3月7日 申請日期2009年12月15日 優(yōu)先權日2009年2月6日
發(fā)明者B·舒曼, F·瓦爾, L·施韋格勒, T·瓦爾 申請人:羅伯特·博世有限公司