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帶多個電流電池的蓄能器單元、該蓄能器單元的電池組電池和制造該電池組電池的方法與流程

文檔序號:12288998閱讀:287來源:國知局
帶多個電流電池的蓄能器單元、該蓄能器單元的電池組電池和制造該電池組電池的方法與流程

本發(fā)明還涉及用于與這樣的蓄能器單元進行使用的電池組電池以及用于制造這樣的電池組電池的方法。

這樣的蓄能器單元和電池組電池尤其能夠作為移動式的或作為固定地應用的蓄能器單元得到使用。



背景技術(shù):

為了能夠提供被構(gòu)造用于提供大的電壓或大的電流的蓄能器單元,已知的是,將多個單電池電地串聯(lián)或電地并聯(lián)為一個蓄能器單元。對于將多個單電池連接為一個蓄能器單元,在現(xiàn)有技術(shù)中已知不同的技術(shù),其中,這些不同的連接技術(shù)有時候需要有待連接的電流電池的不同的構(gòu)造方案。

例如,所謂的袋式電池(Pouchzelle)為了電接觸通常具有薄的金屬帶或金屬膜作為所謂的“接觸旗”。這樣的袋式電池在現(xiàn)有技術(shù)中例如從公開文件DE 10 2010 032 414 Al或EP 2 413 414 A3中已知。在此,這樣的袋式電池的串聯(lián)或并聯(lián)通常通過接觸旗(Kontaktf?hnchen)的借助釬焊連接、旋擰連接或卡套式連接進行的觸接來建立,正如在公開文件EP 2 605 301 A2中所公開的那樣。

被所謂的硬盒所包圍的棱柱形的電池組電池為了電的接觸通常具有從該硬盒向外伸出的所謂的電池端子。這些電池端子通常為了連接多個這樣的棱柱形的電池而借助所謂的電池連接器通過旋擰連接或焊接連接彼此電連接。

從公開文件US 8、372、536 B2和在該發(fā)明的申請日還未公開的公開文件DE 10 2012 221 680中還已知帶有金屬殼的電池組電池,其中,該金屬殼的一部分構(gòu)造為所述電池組電池的電池端子,從而這樣所構(gòu)造的電池組電池通過相互并列而能夠互相電觸接。

除了將電流電池連接為蓄能器單元,還有一個另外的挑戰(zhàn)是提供安全措施,以便能夠保證蓄能器單元的較安全的運行。一個安全措施(該安全措施還阻擋電流電池的提前的老化)是對蓄能器單元的電流電池進行調(diào)溫。對此,通常將被冷卻劑穿流的冷卻板作為冷卻裝置來應用,在該冷卻板上布置有所述電流電池。不利地,通過這樣的冷卻板提高了重量,尤其在車輛制造中不期望這點。

例如從公開文件EP 2 605 301 A2中已知所謂的熱學的安全屏障作為另外的安全措施,該安全屏障裝在彼此并列地布置的電流電池之間。這些安全屏障應該在電流電池的所謂的熱逃逸(英語“thermal runaway”熱逸潰)的情況中阻礙的是,所述熱逃逸傳遞至相鄰的電流電池并且由此導致鏈式反應,其結(jié)果是破壞多個電流電池。

在這樣的背景前,本發(fā)明的任務是,改善帶有多個電流電池、尤其電池組電池的蓄能器單元、尤其電池組模塊,尤其如此程度地改善,使得尤其在“被動的質(zhì)量”(電池連接器、電池殼、安全設備等)與“主動的質(zhì)量”(陰極材料、陽極材料、溶劑等)的比例方面減小所述蓄能器單元的重量。此外,應該尤其減小蓄能器單元所具有的組件的數(shù)量,并且由此使得蓄能器單元的制造由此有利地在花費上更有利。

有利地,還應該減小為制造蓄能器單元所需的制造步驟的數(shù)量。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

為了解決該任務,建議了帶有多個電流電池、尤其電池組電池的蓄能器單元、尤其電池組模塊,其中,所述電流電池分別具有包括第一電極的第一外側(cè)和包括第二電極的第二外側(cè),并且所述電流電池通過所述電流電池的相互并列利用所述外側(cè)經(jīng)過所述電極彼此電連接,并且其中,所述蓄能器單元包括彼此相連的、尤其直接或間接地彼此相連的第一框架元件和第二框架元件,其中,所述第一框架元件布置在所述電流電池的相互并列部的一個端部處,并且所述第二框架元件布置在所述電流電池的相互并列部的另一個端部處。尤其設置的是,第一框架元件和第二框架元件尤其經(jīng)過插連接和/或卡鎖連接能夠解除地彼此相連。在此,所述框架單元有利地固定所述電流電池。此外,有利地通過所述框架元件確定了電流電池的位置。所述第一框架元件和所述第二框架元件由此有利地大約形成了模塊端板。尤其設置的是,所述電池組電池的裝置經(jīng)過第一框架元件和/或第二框架元件能夠電觸接。對此,所述第一框架元件和/或所述第二框架元件有利地包括接觸元件、尤其是端子、優(yōu)選是插觸頭。

與所述框架元件結(jié)合使用的數(shù)碼、尤其是“第一”和“第二”唯獨用于區(qū)分所述框架元件,而在此不會固設所述框架元件的布置方式的順序。

尤其,本發(fā)明旨在在混合動力車輛、插電式混合動力車輛或電動車輛中作為用于提供為運行這樣的車輛所需的電能的能量源能夠使用的蓄能器單元。

尤其還設置的是,所述電流電池是次級的電池組電池、也即蓄電池,尤其優(yōu)選地是能夠補充充電的鋰離子電池。優(yōu)選地,所述電流電池方形地構(gòu)造。尤其設置這樣的電流電池,該電流電池具有在5cm和50cm(cm:厘米)之間的長度,優(yōu)選地在10cm和30cm之間的長度。在此,所述電池優(yōu)選地具有較小的寬度作為長度。這些電池的厚度能夠尤其計為0.5cm和10cm之間;當然也能夠設置帶有例如30cm的厚度的電池。在此,所述電池的尺寸尤其通過所述電流電池的類型來確定。

按照根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元的一個有利的構(gòu)造變體方案設置的是,所述第一框架元件和/或所述第二框架元件分別完全地包圍至少一個電流電池。如果根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元唯獨包括第一框架元件和第二框架元件作為框架元件,則尤其設置的是,第一框架元件和第二框架元件完全地包封所述電流電池,也即有利地多個電流電池能夠置進第一框架元件和/或第二框架元件中。在此,在一個框架元件中能夠因而接進多個電流電池,其中,在將電流電池布置到所述框架元件中后有利地拼接第一框架元件和第二框架元件。

按照本發(fā)明的一個尤其優(yōu)選的構(gòu)造方案設置的是,在第一框架元件和第二框架元件之間布置有至少一個第三框架元件,該第三框架元件至少部分地包圍所述蓄能器單元的至少一個電流電池,其中有利地,所述第一框架元件經(jīng)過所述至少一個第三框架元件與所述第二框架元件相連。尤其設置的是,蓄能器單元的第三框架元件相應地具有厚度,該厚度允許包圍蓄能器單元的電流電池中的正好一個。優(yōu)選地,各有兩個彼此貼靠布置的電流電池分別由蓄能器單元的第三框架元件包圍至半部,尤其如此地包圍,即所述電流電池的彼此觸接的外側(cè)完全地由所述框架元件包封。尤其設置的是,根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元具有多個第三框架元件,其中該第三框架元件優(yōu)選地具有相同的幾何特征。在此,所述蓄能器單元的第三框架元件有利地具有不同的另外的功能,該功能尤其超出將電流電池的相互并列部進行固定和/或進行穩(wěn)定。有利地,通過所述框架元件鑒于有待連接的電流電池的數(shù)量給定了大的變化性。

根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元的一個另外的尤其有利的構(gòu)造方案設置的是,所述至少一個第三框架元件相應地布置在蓄能器單元的互相電連接的電流電池的相同大小的編組之間。相同大小的編組的互相電連接的電流電池在此包括相同數(shù)量的互相電連接的電流電池。在此,作為有利的構(gòu)造方案尤其也設置的情況是,一個編組僅包括唯一的電流電池。尤其設置的是,所述至少一個第三框架元件如此地構(gòu)造,使得從屬于一個編組的電流電池的數(shù)量相應地被所述第三框架元件包圍。尤其,按照本發(fā)明的一個尤其有利的構(gòu)造方案設置的是,第一框架元件和所述至少一個第三框架元件分別被構(gòu)造用于:分別完全地包圍一個電流電池直到其半部。在此設置的是,以第一框架元件為起點,首先將電流電池布置在第一框架元件中,然后將第三框架元件與第一框架元件相連,其中,第一電流電池的第二半部被此第三框架元件包圍,然后另外的電流電池裝入此第三框架元件至半部,并且然后再者將一個第三框架元件布置在前述的第三框架元件處,其中,再者各有兩個電流電池被此框架元件包圍至半部。這有利地如此久地繼續(xù),直到以這種方式和方法將全部的電流電池彼此電連接。最后,所述第二框架元件接合至最后的第三框架元件,其中,所述第二框架元件尤其固定最后的電流電池。在此有利地,不需要另外的殼,蓄能器單元裝入該殼中。有利地,在此所述框架元件滿足密封功能并且有利地阻礙的是,電流電池與潮氣接觸。因為框架元件由此有利地滿足殼替換功能以及固定功能并且有利地不需要電池連接器,則有利地減小了根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元的重量。

尤其設置的是,所述框架元件由不能夠?qū)щ姷乃芰闲纬?。?yōu)選地,所述框架元件作為注塑件來制造,該注塑件有利地貢獻于在花費上有利地制造所述根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元。

按照根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元的另一個有利的構(gòu)造方案設置的是,所述框架元件分別具有至少一個固定元件,其中,相鄰的框架元件分別經(jīng)過所述至少一個固定元件彼此相連。優(yōu)選地將卡鉤和用于這些卡鉤的相應的容納部設置作為固定元件。其它的插元件同樣被設置為優(yōu)選的固定元件,因為經(jīng)此有利地減輕了根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元的結(jié)構(gòu),從而有利地減小了制造成本。

有利地,所述固定元件實現(xiàn)了所述框架元件的能夠解除的連接,從而有利地以簡單的方式和方法能夠更換被損壞的電流電池。如果不需要和/或不期望單電池的更換和/或需要經(jīng)提高的預緊力,則根據(jù)本發(fā)明的另一個有利的構(gòu)造方案設置了額外的外部的張緊,尤其借助夾緊帶和/或借助縛帶子和/或借助粘帶、優(yōu)選地借助玻璃纖維強化的粘帶,其中,所述外部的張緊有利地圍繞所述框架元件布置。

按照本發(fā)明的另一個有利的構(gòu)造方案,第一框架元件和/或第二框架元件和/或所述至少一個第三框架元件分別具有至少一個接觸元件,其中,所述至少一個接觸元件觸接所述蓄能器單元的至少一個電流電池,以用于測定所述電流電池的至少一個參數(shù)。經(jīng)此有利地進一步簡化根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元的結(jié)構(gòu)。在此尤其設置的是,框架元件以其形狀為條件并且所述電流電池的相應對應的造型通過將所述電流電池布置在所述相應的框架元件中而如此地觸接所述電流電池,使得所述電流電池的至少一個參數(shù)、尤其電池電壓和/或電池電流和/或電池溫度能夠借助所述至少一個接觸元件來測定。所述至少一個接觸元件按照一個有利的改型方案包括至少一個傳感器,以用于測定至少一個電池參數(shù)。

有利地,所述第一框架元件和/或第二框架元件和/或所述至少一個第三框架元件分別具有至少一個連接元件,該連接元件與所述至少一個接觸元件能夠?qū)щ姷叵噙B,其中,所述至少一個連接元件與電池監(jiān)控單元相連和/或與電池監(jiān)控單元能夠相連。經(jīng)此,有利地進一步簡化了根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元的結(jié)構(gòu)。此外,有利地省去了用于測定電池參數(shù)的相應的線路,從而有利地相對于傳統(tǒng)的蓄能器單元進一步減小了根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元的重量。在此,電池監(jiān)控單元能夠尤其是所謂的電池監(jiān)控電路(CSC)。在此,所述電池監(jiān)控單元能夠尤其作為專用的集成的電路(ASIC:Application Specific Integrated Circuit專用集成電路)布置在框架元件處,優(yōu)選地作為電路板的組成部分。取代電路板,也能夠尤其采用柔性扁平排線或安設在載膜上的包括壓焊位置的導體線路。

按照根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元的另一個有利的構(gòu)造方案,蓄能器單元的第一框架元件和/或第二框架元件和/或所述至少一個第三框架元件包括電池監(jiān)控單元。尤其設置的是,第一框架元件和/或第二框架元件包括電池監(jiān)控單元,其中,電池監(jiān)控單元有利地安設到電板上。有利地,第一框架元件和/或第二框架元件分別具有插入部,具有所述電池監(jiān)控單元的電板推入該插入部中。此外,作為有利的構(gòu)造變體方案尤其設置的是,在制造所述框架元件時,將電池監(jiān)控單元作為注塑件進行引進。尤其,作為有利的構(gòu)造方案設置的是,在布置框架元件時,尤其如此地進行連接元件的觸接,即經(jīng)過所述框架元件能夠由所述至少一個電池監(jiān)控單元來傳輸所述電流電池的參數(shù)。經(jīng)此,有利地進一步減小了連接花費并且進一步降低了對于根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元的制造成本。

根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元的一個另外的尤其有利的構(gòu)造方案設置的是,第一框架元件和/或第二框架元件和/或所述至少一個第三框架元件分別構(gòu)造為冷卻裝置,以用于對所述蓄能器單元的至少一個電流電池進行調(diào)溫。在此尤其設置的是,框架元件包括至少一個冷卻通道,該冷卻通道有利地如此地構(gòu)造,使得冷卻劑為了對所述至少一個電流電池進行調(diào)溫能夠流動通過該冷卻通道。有利地,在此,所述框架元件包括冷卻劑輸入接頭和/或冷卻劑輸出接頭,從而冷卻劑能夠循環(huán)通過所述框架元件,以用于對電流電池進行調(diào)溫。一個另外的有利的構(gòu)造方案設置的是,第一框架元件和/或第二框架元件和/或所述至少一個第三框架元件具有電的加熱螺旋管作為冷卻裝置,以用于對所述蓄能器單元的至少一個電流電池進行調(diào)溫。所述冷卻裝置于是是加熱裝置。這樣的構(gòu)造方案尤其有利,當電流電池在低的環(huán)境溫度時應該被調(diào)溫至最佳的工作溫度時,其中,借助所述加熱螺旋管能夠加溫所述電流電池。

按照根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元的另一個有利的構(gòu)造方案,所述第一框架元件和/或第二框架元件和/或所述至少一個第三框架元件分別包括至少一個伸進由所述框架元件撐開的面中的支托元件,蓄能器單元的至少一個電流電池利用該電流電池的支托區(qū)域靠置在該支托元件處。在此尤其設置的是,支托元件中部地布置在相應的框架元件中,從而該框架元件有利地分別包封半個電池組電池。第一框架元件和/或第二框架元件有利地具有在一側(cè)閉合的面。在此,此面形成所述支托元件。對于第三框架元件,支托元件優(yōu)選地僅部分地伸進所述由所述框架元件撐開的面中,以便進一步簡化在不帶有中間元件和由此在重量較小時所述電流電池經(jīng)過其外側(cè)進行的觸接。

本發(fā)明的一個另外的有利的構(gòu)造方案設置的是,所述蓄能器單元包括至少一個安全屏障,該安全屏障布置在蓄能器單元的兩個相鄰布置的電流電池之間,其中,所述安全屏障提供了在這些電流電池之間的能夠?qū)щ姷倪B接并且被構(gòu)造用于:阻礙在這些電流電池之間的熱學的鏈式反應。在這種情況中尤其設置了,所述安全屏障在其外側(cè)分別包括接觸面,所述接觸面通過至少一個能夠?qū)щ姷倪B接元件互相電連接,從而通過這些接觸面將經(jīng)由這些安全屏障被間隔的電池組電池進行電觸接。在所述接觸面之間有利地引進較差地或者只是較小導熱的填充材料。此外,有利地,所述填充材料構(gòu)造為溫度吸收物,優(yōu)選基于相變材料(pcm)。所述電連接能夠有利地通過所述填充材料和/或圍繞所述填充材料來進行,尤其是作為所述安全屏障的金屬的包裹部或者作為所述安全屏障的金屬的外表面。按照另一個尤其優(yōu)選的構(gòu)造方案,所述至少一個能夠?qū)щ姷倪B接元件構(gòu)造為斷電設備(CID:Current Interrupt Device),尤其構(gòu)造為熔絲保險。

尤其設置的是,所述至少一個安全屏障還構(gòu)造為冷卻裝置,以用于對包圍所述安全屏障的電流電池進行調(diào)溫。對此,所述安全屏障優(yōu)選地包括至少一個冷卻通道,冷卻劑能夠傳導通過所述冷卻通道。此外,按照一個有利的改型方案設置的是,所述安全屏障包括電的加熱螺旋管,以用于對包圍所述安全屏障的電流電池進行調(diào)溫。

有利地,所述至少一個第三框架元件構(gòu)造為安全屏障。經(jīng)此,有利地,進一步提高了所述至少一個第三框架元件的功能。尤其設置的是,根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元的第三框架元件中的至少幾個構(gòu)造為安全屏障,從而例如分別在四個電流電池之間布置有安全屏障,從而有利地進一步提高了根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元的安全性。通過所述安全屏障有利地阻礙了在蓄能器單元的電流電池之一的熱逃逸的情況中的鏈式反應。

按照本發(fā)明的另一個有利的構(gòu)造方案,作為電流電池設置了電池組電池,尤其是帶有按照下文所列舉的構(gòu)造方案之一的特征的電池組電池。

為了解決開文提到的任務,此外建議了用于與根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元進行使用的電池組電池,其中,所述電池組電池具有至少一個由第一半介殼和由第二半介殼包圍的帶有至少一個陰極和至少一個陽極的電極裝置,其中,所述第一半介殼和第二半介殼經(jīng)過連接區(qū)域相連,并且所述第一半介殼包括所述電池組電池的第一電極并且第二半介殼包括所述電池組電池的第二電極。這樣的電池組電池的特征在于小的構(gòu)件數(shù)量和所述電池組電池的被動的材料與該電池組電池的主動的材料的尤其好的重量比例,因為所述被動的材料形成根據(jù)本發(fā)明的電池組電池的僅很小的重量份額。尤其,這樣的電池組電池具有尤其高的能量密度,尤其在將電池組電池構(gòu)造作為基于鋰的電池組電池、尤其作為鋰離子電池時。有利地,電池組電池的根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造方案實現(xiàn)的是:多個這樣的電池組電池通過電池組電池的相互并列經(jīng)過其由所述半介殼所形成的外側(cè)進行的觸接。尤其優(yōu)選地在此設置的是,所述電極裝置構(gòu)造為電池卷(英語“Jelly Roll”膠凍卷)或構(gòu)造為電池堆(Zellstapel)。尤其設置的是,根據(jù)本發(fā)明的電池組電池按照袋式電池的類型來構(gòu)造,其中,取代或額外于包圍所述電極裝置的不能夠?qū)щ姷耐馓祝鲭姌O裝置由半介殼包封,并且所述至少一個陰極電極與第一半介殼能夠?qū)щ姷赜|接并且至少一個陽極電極與第二半介殼能夠?qū)щ姷赜|接。

尤其設置的是,電池組電池的第一半介殼包括金屬的第一膜、尤其是第一金屬膜,并且電池組電池的第二半介殼包括金屬的第二膜、尤其是第二金屬膜。在此尤其設置的是,第一半介殼通過金屬的第一膜形成,并且第二半介殼通過金屬的第二膜形成。有利地,電池組電池在此按照袋式電池的類型來形成,該袋式電池由第一半介殼和第二半介殼包封。優(yōu)選地,第一半介殼和第二半介殼分別具有在40μm和220μm(μm:微米)之間的厚度。在此尤其設置的是,金屬的第一膜是特種鋼膜或銅膜,并且金屬的第二膜是鋁膜或由鋁合金形成的膜。按照一個有利的構(gòu)造方案設置的是,第一半介殼通過第一金屬膜形成,并且第二半介殼通過金屬的第二膜形成。尤其,作為有利的構(gòu)造變體設置了經(jīng)涂層的金屬膜,尤其是涂有鋁的特種鋼膜或鎳涂層。

按照本發(fā)明的電池組電池的一個尤其有利的構(gòu)造方案,金屬的第一膜借助深沖方法成形為第一半介殼,并且金屬的第二膜借助深沖方法成形為第二半介殼。在此,所述電池組電池優(yōu)選地按照袋式電池的類型來構(gòu)造。有利地,第一半介殼和第二半介殼具有分別按照折邊的類型所構(gòu)造的環(huán)繞的邊緣。經(jīng)此,根據(jù)本發(fā)明的電池組電池的由所述半介殼所形成的殼有利地在所述金屬的膜的材料厚度很小的情況下依然被進一步穩(wěn)定。有利地,半介殼或由該半介殼形成的容積空間具有在3mm和15mm(mm:毫米)之間的深度。尤其設置的是,電池組電池具有在5cm和30cm之間的長度。在此,所述電池組電池的寬度有利地小于電池組電池的長度。

根據(jù)本發(fā)明的電池組電池的一個另外的有利的構(gòu)造方案設置的是,所述至少一個電極裝置的陰極與所述第一半介殼能夠?qū)щ姷叵噙B,并且所述至少一個電極裝置的陽極與所述第二半介殼能夠?qū)щ姷叵噙B,其中,在第一半介殼和第二半介殼之間在所述連接區(qū)域中如此地布置有至少一個絕緣元件,即所述第一半介殼相對于所述第二半介殼電絕緣。陰極與第一半介殼的連接有利地經(jīng)過能夠?qū)щ姷倪B接元件來進行,其中,所述連接元件能夠?qū)щ姷赜|接所述第一半介殼的內(nèi)側(cè)和/或外側(cè)。陽極與第二半介殼的連接有利地經(jīng)過另外的能夠?qū)щ姷倪B接元件來進行,其中,所述另外的連接元件能夠?qū)щ姷赜|接所述第二半介殼的內(nèi)側(cè)和/或外側(cè)。

根據(jù)本發(fā)明的電池組電池的一個另外的有利的構(gòu)造方案設置的是,所述電極裝置由不能夠?qū)щ姷膬?nèi)層、尤其不能夠?qū)щ姷膬?nèi)罩包圍,第一半介殼和第二半介殼向外連接至該內(nèi)層。由此,將所述半介殼有利地相對于電池內(nèi)部進行絕緣。

按照根據(jù)本發(fā)明的電池組電池的一個有利的改型方案在此設置的是,所述至少一個電極裝置的陰極經(jīng)過能夠?qū)щ姷牡谝贿B接元件與第一半介殼能夠?qū)щ姷叵噙B,并且所述至少一個電極裝置的陽極經(jīng)過能夠?qū)щ姷牡诙B接元件與第二半介殼能夠?qū)щ姷叵噙B,其中,所述第一連接元件和第二連接元件從所述內(nèi)層和所述電池組電池的半介殼中向外引出,并且所述第一連接元件將第一半介殼在其外側(cè)處能夠?qū)щ姷赜|接,并且所述第二連接元件將第二半介殼在其外側(cè)處能夠?qū)щ姷赜|接。

按照本發(fā)明的另一個有利的構(gòu)造方案,所述電池組電池包括帶有陰極和陽極的至少一個第一電極裝置和帶有陰極和陽極的至少一個第二電極裝置,其中,第一電極裝置的陰極導電地觸接所述電池組電池的第一半介殼能夠,第二電極裝置的陽極能夠?qū)щ姷赜|接所述電池組電池的第二半介殼,并且所述電池組電池分別在第一電極裝置和第二電極裝置之間包括能夠?qū)щ姷?、將第一電極裝置從第二電極裝置在空間上分離的分離元件,該分離元件被第一電極裝置的陽極和第二電極裝置的陰極能夠?qū)щ姷赜|接。在此,所述分離元件是離子的屏障,通過該屏障來中斷離子交換。但是,有利地經(jīng)過所述分離元件實現(xiàn)了溶劑交換。通過根據(jù)本發(fā)明的電池組電池的這種構(gòu)造方案,大約實現(xiàn)了在電池組電池內(nèi)的電極裝置的電的串聯(lián)。有利地,經(jīng)此提供了帶有雙極的結(jié)構(gòu)形式的電池組電池。在此,所述分離元件有利地相對于第一半介殼以及相對于第二半介殼有利地利用至少一個絕緣元件進行電絕緣。通過所述雙極的結(jié)構(gòu)形式,有利地,進一步改善了從電池組電池的被動的材料至主動的材料的比例。尤其在在根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元中采用這樣的電池組電池時,這一點有利地導致進一步的重量減小。

根據(jù)本發(fā)明的電池組電池的一個另外的有利的構(gòu)造方案設置的是,在第一半介殼和第二半介殼之間在連接區(qū)域中布置有至少一個冷卻裝置、優(yōu)選至少一個冷卻通道,以用于對電池組電池調(diào)溫。有利地,所述至少一個冷卻裝置構(gòu)造為能夠被冷卻劑穿流。尤其設置的是,在帶有雙極的結(jié)構(gòu)形式的根據(jù)本發(fā)明的電池組電池中,把用于對電池組電池進行調(diào)溫的至少一個冷卻裝置布置在第一半介殼和第二半介殼之間,優(yōu)選地布置在該電池組電池的外側(cè)。有利地,在電池組電池的外側(cè),在第一半介殼和第一分離設備之間以及第一分離設備和至少另一個分離設備之間并且在所述至少另一個分離設備和第二半介殼之間分別布置有冷卻裝置、尤其是冷卻通道。有利地,多個這樣的電池組電池的所述冷卻裝置在此能夠彼此相連,從而冷卻劑流動通過多個電池組電池的冷卻裝置。

根據(jù)本發(fā)明的電池組電池的一個另外的有利的構(gòu)造方案設置的是,所述第一半介殼和所述第二半介殼在所述連接區(qū)域中分別具有扁平地走出的圍邊部,其中,所述第一半介殼的圍邊部與所述第二半介殼的圍邊部彼此以不能夠?qū)щ姷姆绞较噙B。尤其設置的是,第一半介殼的圍邊部與第二半介殼的圍邊部不能夠?qū)щ姷卣辰?。有利地,在此,所述電池組電池的圍邊部構(gòu)造為用于將電池組電池定位在根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元的框架元件中的靠置區(qū)域。在此尤其設置的是,第一框架元件包圍電池組電池的第一半介殼,并且第二框架元件包圍此電池組電池的第二半介殼,其中,所述圍邊部布置在框架元件之間。

對此,一個有利的構(gòu)造變體方案設置的是,第一半介殼和第二半介殼借助于卷邊粘合連接部和/或借助于粘合插連接部彼此相連。

在根據(jù)本發(fā)明的電池組電池的另一個有利的構(gòu)造方案中,所述陰極與第一終端元件觸接,其中,第一終端元件將第一半介殼在其外側(cè)處穿通,并且其中,第一終端元件相對于第一半介殼電絕緣。作為對此的附加方案或備選方案設置的是,根據(jù)本發(fā)明的電池組電池的陽極與第二終端元件觸接,其中,第二終端元件將第二半介殼在其外側(cè)處穿通,并且其中,第二終端元件相對于第二半介殼電絕緣。在此,經(jīng)過第一終端元件和/或第二終端元件有利地在多個這樣的電池組電池的相互并列中將電池組電池電觸接,從而通過相互并列實現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的電池組電池的連接。在此構(gòu)造方案中,第一半介殼和/或第二半介殼包括電池組電池的第一電極或第二電極,而本身不形成第一電極或第二電極。

為了解決開文提到的任務,此外建議了用于制造根據(jù)本發(fā)明的電池組電池的方法,其中,從金屬的第一膜中形成帶有第一外側(cè)的第一半介殼,從從金屬的第二膜中形成帶有第二外側(cè)的相應于第一半介殼構(gòu)造的第二半介殼,所述形成如此地進行,即帶有陰極和陽極的至少一個電極裝置、尤其至少一個電池卷或電池堆能夠由第一半介殼和第二半介殼包封,電極裝置的陰極和陽極如此地能夠?qū)щ姷赜|接,即經(jīng)過第一半介殼的第一外側(cè)實現(xiàn)陰極的觸接,并且經(jīng)過第二半介殼的第二外側(cè)實現(xiàn)陽極的觸接,并且第一半介殼和第二半介殼彼此以不能夠?qū)щ姷姆绞较噙B。在此尤其優(yōu)選地設置的是,借助深沖方法從金屬的第一膜、尤其從第一金屬膜中成形第一半介殼,和/或借助深沖方法從金屬的第二膜、尤其從第二金屬膜中成形第二半介殼。通過所述金屬的膜的形變使得所述金屬的膜有利地形狀穩(wěn)定。作為金屬的第一膜尤其設置了特種鋼膜或銅膜。作為金屬的第二膜尤其設置了鋁膜或由鋁合金制造的膜。優(yōu)選地,金屬的第一膜和/或金屬的第二膜分別具有在50μm和200μm之間的材料厚度。按照一個有利的構(gòu)造方案,金屬的第一膜和/或金屬的第二膜分別是金屬化的膜。

有利地,在根據(jù)本發(fā)明的方法中,在金屬的第一膜處如此地布置有不能夠?qū)щ姷膬?nèi)層和/或如此地布置有不能夠?qū)щ姷耐鈱?,即所述?nèi)層至少部分地布置在第一半介殼的內(nèi)側(cè)處并且所述外層至少部分地布置在第一半介殼的外側(cè)處,和/或在金屬的第二膜處如此地布置有不能夠?qū)щ姷膬?nèi)層和/或如此地布置有不能夠?qū)щ姷耐鈱?,即所述?nèi)層至少部分地布置在第二半介殼的內(nèi)側(cè)處并且所述外層至少部分地布置在第二半介殼的外側(cè)處。優(yōu)選地,在將金屬膜成形為半介殼前,實現(xiàn)將內(nèi)層和/或外層布置在相應的金屬膜處。為了提供在電池組電池的相應的外側(cè)處的觸接,分別將內(nèi)層和外層進行中斷。尤其設置的是,內(nèi)層和外層對此分別具有通孔。

結(jié)合在附圖中所展示的實施例更加詳細地闡釋本發(fā)明的其它有利的具體情況、特征和構(gòu)造方案細節(jié)以及尤其有利的構(gòu)造方案。其中示出:

圖1在示意性展示中示出了用于根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元的實施例的透視圖;

圖2在示意性展示中示出了用于根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元的框架元件的實施例的透視圖;

圖3在示意的強烈簡化的展示中示出了用于帶有根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元的框架元件的接觸元件的連接元件的實施例;

圖4在示意性展示中示出了用于根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元的框架元件的另外的實施例的透視圖;

圖5在示意性展示中示出了用于使用在根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元中的電池組電池的實施例的正視圖;

圖6在示意性展示中示出了對在圖5中展示的電池組電池的頂視圖;

圖7在示意性展示中示出了用于使用在根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元中的電池組電池的另外的實施例的側(cè)視圖;

圖8在示意性展示中示出了用于經(jīng)過安全屏障來觸接根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元的電池組電池的實施例;

圖9在示意性展示中示出了用于經(jīng)過安全屏障來觸接根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元的電池組電池的另外的實施例;

圖10在示意性展示中示出了用于使用在根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元中的電池組電池的另外的實施例;

圖11在示意性展示中示出了用于使用在根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元中的電池組電池的另外的實施例;

圖12在示意性展示中示出了用于使用在根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元中的根據(jù)本發(fā)明的電池組電池的另外的實施例;

圖13在示意性展示中示出了用于使用在根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元中的根據(jù)本發(fā)明的電池組電池的另外的實施例;

圖14在示意性展示中示出了用于使用在根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元中的根據(jù)本發(fā)明的電池組電池的另外的實施例;

圖15在示意性的視圖中示出了用于根據(jù)本發(fā)明的電池組電池的電極裝置的實施例;

圖16在示意性的視圖中示出了用于根據(jù)本發(fā)明所構(gòu)造的電池組電池的連接的實施例;

圖17在示意性的視圖中示出了用于根據(jù)本發(fā)明所構(gòu)造的電池組電池的連接的另外的實施例;

圖18在示意性的視圖中示出了用于根據(jù)本發(fā)明所構(gòu)造的電池組電池的連接的另外的實施例;

圖19在示意性展示中示出了用于使用在根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元中的根據(jù)本發(fā)明的電池組電池的另外的實施例;

圖20在示意性展示中示出了用于使用在根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元中的根據(jù)本發(fā)明的電池組電池的另外的實施例;

圖21在示意性展示中示出了用于使用在根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元中的根據(jù)本發(fā)明的電池組電池的另外的實施例;

圖22在示意性展示中示出了用于使用在根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元中的根據(jù)本發(fā)明的電池組電池的另外的實施例的透視地展示的截取部分;

圖23在示意性展示中示出了用于使用在根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元中的根據(jù)本發(fā)明的電池組電池的另外的實施例的帶有對該電池組電池的連接區(qū)域的強調(diào)的透視圖;

圖24a在示意性的視圖中示出了有待制造的根據(jù)本發(fā)明所構(gòu)造的電池組電池的制造狀態(tài)的實施例的示意性展示;

圖24b在示意性的視圖中示出了有待制造的根據(jù)本發(fā)明所構(gòu)造的電池組電池的另外的制造狀態(tài)的實施例的示意性展示;

圖24c在示意性的視圖中示出了有待制造的根據(jù)本發(fā)明所構(gòu)造的電池組電池的另外的制造狀態(tài)的實施例的示意性展示;

圖25在示意性展示中示出了用于使用在根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元中的根據(jù)本發(fā)明的電池組電池的另外的實施例;

圖26在示意性展示中示出了用于使用在根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元中的根據(jù)本發(fā)明的電池組電池的另外的實施例;并且

圖27在示意性的視圖中示出了用于根據(jù)本發(fā)明所構(gòu)造的電池組電池的連接的另外的實施例。

在圖1中所示的實施例示出了根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元1,該蓄能器單元在當前構(gòu)造為電池組模塊。

蓄能器單元1在此包括多個構(gòu)造為次級的電池組電池的電流電池2。尤其設置的是,所述電流電池2是能夠補充充電的鋰離子電池。在此所述電流電池2如此地構(gòu)造,使得其外側(cè)3、4分別包括電流電池2的電極,即外側(cè)3包括第一電極、例如正電極,并且第二外側(cè)4包括第二電極6、例如負電極。在此,在在圖1中所示的實施例中,第一外側(cè)3形成第一電極5,并且第二外側(cè)4形成第二電極6。

蓄能器單元1的電流電池2在此通過相互并列部9彼此在電方面經(jīng)過通過所述外側(cè)3、4所形成的電極5、6彼此電連接。在此,電流電池2通過多個框架元件7、8、12固定。

蓄能器單元1在此在端部10包括第一框架元件7,該第一框架元件形成蓄能器單元1的模塊端板。第一電流電池2布置至該第一框架元件7處,其中,所述第一框架元件7部分地包封所述第一電流電池2。電流電池2的外套26的圍邊部25在此形成了靠置區(qū)域,利用該靠置區(qū)域使得蓄能器單元1的相應的電流電池2分別靠置在框架元件7、8、12處。

對于蓄能器單元1,第三框架元件12布置到第一框架元件7(該第一框架元件帶有在其里面至半部地布置的電流電池2)處,其中,此第三框架元件12包圍此電流電池2的另外的半部。此第三框架元件12此外包圍被并列至所述第一電流電池2的另外的電流電池2至半部。以這種方式,多個第三框架元件12和另外的電流電池2彼此連接,其中,最后的電流電池2在電流電池2的相互并列部9的端部11處由第二框架元件8部分地包封。

在此,框架元件7、8、12分別經(jīng)過固定元件13彼此能夠解除地相連。在此,作為固定元件13尤其設置了卡鉤,該卡鉤嵌接到相應的卡鎖部(在圖1中未明確展示)中。以這種方式,所述第一框架元件7經(jīng)過所述另外的第三框架元件12與第二框架元件8能夠解除地相連。

框架元件7、8、12在根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元1的在圖1中所示的實施例中構(gòu)造為用于電流電池2的冷卻裝置并且對此具有各一個由冷卻劑能夠穿流的冷卻通道16。

此外設置的是,框架元件7、8、12分別具有接觸元件(在圖1中未明確展示),其中,接觸元件具有蓄能器單元1的各一個電流電池2,以用于測定電池組電池參數(shù)、尤其電池組電池電壓和/或電池組電池電流和/或電池組電池溫度。此外,框架元件7、8、12分別具有至少一個連接元件(在圖1中未明確展示),該連接元件與接觸元件能夠?qū)щ姷叵噙B??蚣茉?、8、12的連接元件在此與布置在框架元件7、8、12上的電路板18能夠?qū)щ姷叵噙B。有利地,此電路板18包括電池管理系統(tǒng)的組件、尤其至少一個電池監(jiān)控單元(CSC)。尤其能夠設置的是,電池監(jiān)控單元布置在第一框架元件7中或第二框架元件8中,正如在下文還要結(jié)合圖2所闡釋的那樣。

在圖7中展示了電池組電池2的有利的構(gòu)造方案,該電池組電池尤其構(gòu)造用于:裝入在圖1中所示出的蓄能器單元中。在此,所述電池組電池2包括兩個半介殼28、29,該半介殼優(yōu)選地分別由第一金屬膜和第二金屬膜借助深沖方法來制造。在此,作為第一金屬膜尤其設置了特種鋼,作為第二金屬膜尤其設置了鋁。在此,第一半介殼28的外側(cè)3形成了電池組電池2的第一電極5,第二半介殼29的外側(cè)4形成了電池組電池2的第二電極6。第一半介殼28和第二半介殼29在此彼此電絕緣。電池組電池2的第一半介殼28和第二半介殼29此外如此地構(gòu)造,使得電池組電池2具有圍邊部25。圍邊部25在此作為支托區(qū)域構(gòu)造用于布置在框架元件7、8、12處,正如在圖1和2中所示那樣。

在圖2中展示了第一框架元件7、第三框架元件12和第二框架元件8。第一框架元件7在此構(gòu)造用于布置在電流電池2的相互并列部9的端部10處,正如在圖1中所示的那樣。第二框架元件8構(gòu)造用于布置在電流電池2的相互并列部9的另外的端部11處,正如在圖1中所示的那樣。所述第一框架元件7和所述第二框架元件8由此大約用作模塊端板。在此,第一框架元件7和第二框架元件8具有閉合的面,該面向外封閉用于至少部分地容納電流電池的容納室,正如在圖2中所展示的那樣。此外,第一框架元件7或第二框架元件8包括電池監(jiān)控單元(CSC)19,該電池監(jiān)控單元優(yōu)選地集成到電板中。

正如還在圖2中展示的那樣,框架元件7、8、12分別包括至少一個固定元件13、14、21,框架元件7、8、12經(jīng)過該固定元件能夠彼此能夠解除地相連。在此,第一框架元件7和第三框架元件12具有各兩個卡鉤作為固定元件13,其中,卡鉤被構(gòu)造用于:嵌接到另外的框架元件的相應的構(gòu)造為卡鎖凹陷的固定元件14中。第三框架元件12分別具有兩個卡鉤作為固定元件13以及兩個卡鎖凹陷作為固定元件14。第二框架元件8具有兩個卡鎖凹陷作為固定元件14。此外,第一框架元件7和第三框架元件12分別具有前突21,該前突能夠嵌接到另外的框架元件的對應地構(gòu)造的凹陷(在圖2中未明確地展示)中。

在圖2中所展示的框架元件7、8、12還分別具有冷卻通道(在圖2中未明確展示),其中,所述冷卻通道經(jīng)過框架元件7、8、12的冷卻劑輸入接頭17能夠彼此相連。尤其,能夠經(jīng)過冷卻劑輸入接頭17來連接冷卻劑線路系統(tǒng);尤其連接至第二框架元件8的冷卻劑接頭17。有利地,第一框架元件7的和第三框架元件12的冷卻劑接頭17用作另外的固定元件。

在圖2中所展示的第三框架元件12還具有至少一個接觸元件(在圖2中未明確展示),其中,所述至少一個接觸元件構(gòu)造用于觸接蓄能器單元的電流電池,以用于測定該電流電池的至少一個參數(shù)。所述至少一個接觸元件在此與第三框架元件12的連接元件15能夠?qū)щ姷叵噙B,其中,所述連接元件15尤其與電池監(jiān)控單元能夠相連。在圖3中在示意地強烈地簡化的展示中示出了帶有用于觸接電流電池2的相應的接觸元件20的連接元件15,其中,經(jīng)過該接觸元件20能夠測定電流電池的參數(shù),尤其是電池電壓和/或電池溫度。

圖4示出了用于根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元的第三框架元件12的有利的構(gòu)造變體方案。不同于結(jié)合圖1和圖2所闡釋的第三框架元件,在圖4中所展示的第三框架元件12具有兩個伸進由框架元件12所撐開的面22中的支托元件23,在建構(gòu)根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元時被裝入所述框架元件12中的電流電池利用該電流電池的支托區(qū)域靠置在該支托元件處。在圖5和6中展示了這樣的電流電池2的可能的構(gòu)造方案。按照一個有利的構(gòu)造方案,作為對連接元件15的附加方案或備選方案,支托元件23至少之一被構(gòu)造用于在進行靠置的電流電池中的至少一個處進行溫度量取和/或電壓量?。⊿pannungsabgriff)。

圖5在此示出了位于正視圖中的電流電池2,其中,電流電池2的支托區(qū)域24構(gòu)造為包括所述電流電池2的電極5、6的外側(cè)3、4的凹陷。圖6在頂視圖中示出了圖5中的電流電池2。

設置的是,在圖4中所示的框架元件12如此地布置在在圖5和6中所示的電流電池2處,使得支托元件23靠置在所述電流電池2的支托區(qū)域24處。然后在這個布置在所述電流電池2處的框架元件12中如此地引進一個另外的這樣的電流電池2(正如在圖5和圖6中所示那樣),使得該電流電池2的支托區(qū)域24靠置在框架元件12的支托元件23處。經(jīng)過由所述電流電池2的外側(cè)3、4所形成的電極5、6在此將電流電池2彼此電連接。然后,在電流電池2和框架元件12的這種變換的布置的相應的重復中,構(gòu)建根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元,其中,該蓄能器單元的端部被第一框架元件和第二框架元件(正如例如結(jié)合圖2所闡釋的那樣)封閉。

圖8和9分別示出了經(jīng)過用于將電池組電池2連接為根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元的安全屏障35進行的電池組電池2的電觸接的實施例。電池組電池2在此分別具有帶有陰極32和陽極33的電極裝置。在此,示例地以強烈簡化的方式示出了所述陰極32和所述陽極33。尤其,在電池組電池2中的電極裝置27構(gòu)造為電極卷(“膠凍卷”)或電極堆。在此,所述電極裝置27分別由能夠?qū)щ姷牡谝话虢闅?8和能夠?qū)щ姷牡诙虢闅?9包封。在此,陰極32經(jīng)過能夠?qū)щ姷牡谝贿B接元件31、也即電的導體與相應的第一半介殼28相連。陽極33相應地經(jīng)過能夠?qū)щ姷牡诙B接元件31' 、也即電的導體與相應的第二半介殼29相連。第一半介殼28由此形成了電池組電池2的第一電極,并且第二半介殼29形成了電池組電池2的第二電極。

在相鄰的電池組電池2之間在在圖8和9中所示的實施例中布置有安全屏障35,該安全屏障有利地阻礙了在電池組電池2之間的熱學的鏈式反應并且還有利地作為機械的屏障阻礙了在電池組電池的熱逃逸時對另外的電池組電池的損傷。這種安全屏障35尤其包括很差地熱傳導的填充材料36,該填充材料最大程度地減小在電池組電池2之間的熱交換。所述填充材料36也能夠作為溫度吸收物起作用、優(yōu)選是基于相變材料(pcm)。此外,安全屏障35提供了能夠?qū)щ姷倪B接部37,經(jīng)過該連接部使得電池組電池2能夠?qū)щ姷乇舜擞|接。在此,所述連接部37不必正如在圖8和圖9中所示那樣穿過所述安全屏障35,而是也能夠在該安全屏障的外側(cè)環(huán)繞所述安全屏障35。優(yōu)選地,所述能夠?qū)щ姷倪B接部37經(jīng)過熔絲保險來實現(xiàn)。電池組電池2經(jīng)過能夠?qū)щ姷倪B接部37電地串聯(lián),這通過線路圖34圖解。

在在圖9中所示的實施例中,安全屏障35還包括冷卻通道16并且由此還構(gòu)造為用于對電池組電池2調(diào)溫的冷卻裝置。

尤其設置的是,根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元的第三框架元件(例如結(jié)合圖1所闡釋的那樣)在在圖8和9中所示的實施例中構(gòu)造了安全屏障35,其中,安全屏障35在此有利地定心地布置在框架元件中。

在圖10中展示了一個另外的被構(gòu)造用于與根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元進行使用的電池組電池2。電池組電池2在此構(gòu)造為棱柱形的電池組電池。在圖10中所展示的電池組電池2在此包括帶有陰極32和陽極33的電極裝置27。電極裝置27在此由金屬的殼47包圍。電池組電池2在外側(cè)3具有金屬膜38,其中,陰極32經(jīng)過第一電池端子49與金屬膜38能夠?qū)щ姷赜|接。金屬膜38借助于絕緣元件48相對于電池組電池2的金屬的電池殼體47電絕緣。陽極33經(jīng)過第二電池端子50與金屬膜39相連,該金屬膜布置在電池組電池2的第二外側(cè)4處。利用絕緣元件48將金屬膜39相對于電池殼體47電絕緣。

圖11示出了在圖10中所示的電池組電池2的構(gòu)造變體方案,其中,陰極32(正如結(jié)合圖10闡釋的那樣)與金屬膜38觸接。陽極33經(jīng)過第二電池端子50直接與金屬的電池殼體47能夠?qū)щ姷叵噙B。也就是說,棱柱形的電池組電池2的金屬的電池殼體47形成了電池組電池2的第二電極。由此,通過所述金屬膜38和電池殼體47實現(xiàn)了這樣的電池組電池2經(jīng)過其外側(cè)3、4通過這樣的電池組電池2的相互并列而進行的電連接。

圖12示出了被構(gòu)造用于與根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元進行使用的電池組電池2的另外的實施例。用于根據(jù)本發(fā)明的電池組電池2的此實施例包括帶有陰極32和陽極33的電極裝置27。陰極32和陽極33在此按照袋式電池的類型由殼膜包圍,該殼膜形成電池組電池2的內(nèi)層43。

此外,電池組電池2包括第一半介殼28和第二半介殼29。在此,第一半介殼28借助深沖方法由金屬的第一膜38形成。第二半介殼29借助深沖方法由金屬的第二膜39形成。

在此,從電池組電池2的半介殼28、29和內(nèi)層43中向外引出能夠?qū)щ姷倪B接元件31和31',其中,所述第一連接元件31將陰極32與金屬膜38能夠?qū)щ姷赜|接,并且所述第二連接元件31'將陽極33與金屬膜39能夠?qū)щ姷赜|接。在此尤其設置的是,金屬的第一膜38由特種鋼形成并且金屬的第二膜39由鋁形成。

按照電池組電池2的一個有利的構(gòu)造方案設置的是,第一半介殼28不是通過金屬膜而是通過金屬的殼膜形成。在此構(gòu)造變體方案中同樣設置的是,第二半介殼29通過金屬化的第二殼膜形成。

在圖13中展示了根據(jù)本發(fā)明的電池組電池2的一個另外的有利的構(gòu)造方案。在此,所述電池組電池2按照袋式電池的類型來構(gòu)造,其中,袋式電池的內(nèi)部的殼膜被第一金屬膜38和第二金屬膜39取代,其借助深沖方法分別成形為殼半介殼28、29。所述金屬膜38和金屬膜39在此通過絕緣元件30彼此電絕緣。經(jīng)過借助第一連接元件31實現(xiàn)的內(nèi)部觸接部使得陰極32與第一金屬膜38相連。經(jīng)過借助第二連接元件31'實現(xiàn)的內(nèi)部觸接部使得陽極33與第二金屬膜39能夠?qū)щ姷叵噙B。

尤其,圖13示出了用于與根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元進行使用的電池組電池2,其中,電池組電池2具有由第一半介殼28和由第二半介殼29包圍的帶有陰極32和陽極33的電極裝置27。第一半介殼28和第二半介殼29在此經(jīng)過連接區(qū)域相連,將第一半介殼28相對于第二半介殼29電絕緣的絕緣元件30引進該連接區(qū)域中。第一半介殼28在此包括電池組電池2的第一電極5,并且第二半介殼29包括電池組電池2的第二電極6。第一半介殼28包括金屬的第一膜38并且第二半介殼29包括金屬的第二膜39。電池組電池2按照袋式電池的類型來構(gòu)造,其中,金屬的第一膜38借助深沖方法成形為第一半介殼28,并且金屬的第二膜39借助深沖方法成形為第二半介殼29。電極裝置27的陰極32與第一半介殼28能夠?qū)щ姷叵噙B,并且電極裝置27的陽極33與第二半介殼29能夠?qū)щ姷叵噙B。

電池組電池2的構(gòu)造方案在此實現(xiàn)了多個這樣的電池組電池2通過相互并列利用其外側(cè)3、4進行的連接,這例如在圖16、圖17和圖18中被展示。

在圖16中,電池組電池2在此通過相互并列進行電地串聯(lián),這通過線路圖34表明。有利地,在此對于連接所述電池組電池2不需要電池連接器,這有利地有助于減輕重量。

在圖17中,兩個電池組電池2通過與陽極33相連的半介殼29的觸接而電地并聯(lián),這通過線路圖34表明。在此,電池組電池2的陰極32借助于接觸元件52、尤其構(gòu)造為金屬膜或構(gòu)造為金屬弓架的能夠?qū)щ姷慕佑|元件52能夠?qū)щ姷乇舜讼噙B。按照一個有利的未示出的構(gòu)造變體方案,陰極32的觸接經(jīng)過大電流電路板來進行,通過該大電流電路板來提供接觸元件52。

同樣地,通過電池組電池2的簡單的相互并列并且在使用接觸元件52的情況下,在在帶有四個電池組電池2的在圖18中所示的實施例中實現(xiàn)了兩個并聯(lián)的電池組電池2的串聯(lián),這通過線路圖34表明。

這樣的有利的連接也例如能夠用例如在圖14中所示那樣構(gòu)造的電池組電池2實現(xiàn)。在在圖14中示出的用于根據(jù)本發(fā)明的電池組電池的實施例中,不同于在圖13中所示的實施例,將連接元件31和31'從半介殼28、29中并且由此大約從電池組電池2中向外引出,從而實現(xiàn)了第一金屬膜38和第二金屬膜39的外部觸接。

在圖15中展示了用于在在所示的電池組電池2中有待設置的帶有陰極32和陽極33的電極裝置27的實施例。陰極32在此經(jīng)過構(gòu)造為接觸旗的第一連接元件31觸接。陽極33經(jīng)過構(gòu)造為接觸旗的第二連接元件31'觸接。在此在陽極33和陰極32之間布置有分離器51,該分離器在其它的附圖中為更加清楚起見未被明確地展示。但是正如已經(jīng)實施的那樣,也尤其設置了電極卷(“膠凍卷”)作為根據(jù)本發(fā)明的電池組電池的電極裝置。

圖19、圖20和圖21示出了用于根據(jù)本發(fā)明的電池組電池2的有利的實施例。電池組電池2能夠尤其是鋰離子電池。尤其,電池組電池2構(gòu)造為用于與根據(jù)本發(fā)明的蓄能器單元進行使用。

分別在圖19、圖20和圖21中所示的電池組電池2分別包括至少一個帶有陰極32和陽極33的第一電極裝置27并且至少一個帶有陰極32和陽極33的第二電極裝置27'。所述至少一個第一電極裝置27和所述至少一個第二電極裝置27'在此由電池組電池2的第一半介殼28和由電池組電池2的第二半介殼29包封。第一半介殼28和第二半介殼29在此經(jīng)過連接區(qū)域不能夠?qū)щ姷叵噙B。在此,在所述連接區(qū)域中如此地布置有至少一個絕緣元件30,即第一半介殼28相對于第二半介殼29電絕緣。

第一半介殼28在此分別形成電池組電池2的第一電極,并且第二半介殼29形成電池組電池2的第二電極。在此,從金屬的第一膜38中形成第一半介殼28。從金屬的第二膜39中形成第二半介殼29。

所述至少一個第一電極裝置27和所述至少一個第二電極裝置27'在此分別由不能夠?qū)щ姷膬?nèi)層43包圍,第一半介殼28和第二半介殼29向外連接至該內(nèi)層。

第一電極裝置27的陰極32在此能夠?qū)щ姷赜|接電池組電池2的第一半介殼28。第二電極裝置27'的陽極33能夠?qū)щ姷赜|接電池組電池2的第二半介殼29。

電池組電池2還包括至少一個構(gòu)造為離子的屏障的分離元件41,該分離元件分別布置在第一電極裝置27和第二電極裝置27'之間,并且第一電極裝置27與第二電極裝置27'在空間上分離但是在此實現(xiàn)了溶劑交換。所述至少一個分離元件41在此由第一電極裝置27的陽極33和第二電極裝置27'的陰極32能夠?qū)щ姷赜|接,也就是說,所述電極裝置電地串聯(lián),這通過相應的線路圖34圖解。尤其,所述分離元件41能夠構(gòu)造為尤其由鎳鋁形成的雙金屬,其中,陽極33和陰極33直接地電連接。作為備選方案,分離元件41也能夠尤其由聚乙烯(PE)和/或聚丙烯(PP)和/或聚醚醚酮(PEEK)形成,其中,所述電接觸經(jīng)過接觸旗來建立(在圖19至21中未示出)。

在在圖19中所示的實施例中,電池組電池2在此包括第一電極裝置27和第二電極裝置27'。

在在圖20中所示的實施例中,電池組電池2包括第一電極裝置27、第二電極裝置27'、第三電極裝置27''和第四電極裝置27''',其中,分別在所述電極裝置之間接進分離元件41。分離元件41在此有利地通過電池框架53固定。

在在圖21中所示的用于根據(jù)本發(fā)明的電池組電池2的實施例中(該電池組電池同樣包括四個彼此相連的電極裝置27、27'、27''、27'''),在第一半介殼28和第二半介殼29之間在所述連接區(qū)域42中布置有帶有用于將電池組電池2調(diào)溫的冷卻通道16的冷卻裝置。在此,在電池組電池2運行時,冷卻通道16有利地由冷卻劑穿流。有利地,冷卻通道16構(gòu)造為能夠與其它的電池組電池2的冷卻通道相連。半介殼28、29也能夠尤其構(gòu)造為帶有側(cè)向的分離元件的塑料框架或冷卻框架。

圖22示出了用于根據(jù)本發(fā)明所構(gòu)造的電池組電池2的另一個有利的實施例,該電池組電池帶有由第一金屬膜38形成的第一半介殼28和由第二金屬膜39形成的第二半介殼29。第一半介殼28和第二半介殼29在此經(jīng)過連接區(qū)域42相連。在所述連接區(qū)域42中,第一半介殼28和第二半介殼29分別具有扁平地走出的圍邊部25,其中,所述第一半介殼28的圍邊部25與所述第二半介殼29的圍邊部25彼此以不能夠?qū)щ姷姆绞较噙B。對此,在所述第一半介殼28的圍邊部25與所述第二半介殼29的圍邊部25之間裝入了電絕緣的絕緣元件30,優(yōu)選是不能夠?qū)щ姷恼澈蟿?/p>

在在圖23中所示的用于根據(jù)本發(fā)明的電池組電池2的實施例中,將半介殼28、29的連接另外地進行解決。在在圖23中所展示的放大的區(qū)段中示意展示了這一點。優(yōu)選地由聚醚醚酮形成的保持器框架56連同電池組電池2的形成所述陽極的第二半介殼28構(gòu)造了槽部54,電池組電池2的形成所述陰極的第一半介殼29嵌接到該槽部中。在此,半介殼28、29的穩(wěn)定的連接借助于引進所述槽部54中的連接材料55來建立,其中,所述連接介質(zhì)55有利地通過經(jīng)匹配的彈性模量在電池組電池2運行時作為補償元件起作用。此外,所述連接材料55以及保持器框架56優(yōu)選是電解質(zhì)穩(wěn)定的并且表現(xiàn)為用于潮氣(H2O)和溶解劑的擴散屏障。此外,連接材料55也作為電的絕緣元件起作用。尤其,作為連接材料55建議了2組分環(huán)氧基樹脂(2K-Epoxy)。有利地,能夠以這種方式和方法實現(xiàn)粘-插連接。

作為另外的有利的(未示出的)連接備選方案設置的是,根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的電池組電池2的第一半介殼28和第二半介殼29借助翻邊-粘合連接部彼此相連。

參照圖24a、圖24b和圖24c,更加詳細地闡釋了用于用于制造根據(jù)本發(fā)明的電池組電池2的根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例。

首先,在金屬的第一膜38、優(yōu)選地特種鋼膜處布置有不能夠?qū)щ姷膬?nèi)層43(優(yōu)選是聚丙烯層)和不能夠?qū)щ姷耐鈱?4(優(yōu)選是滌綸層或尼龍層),正如在圖24a中所示那樣。在此,該層裝置優(yōu)選地具有在50μm和200μm之間的厚度。

在另外的方法步驟中,從設有內(nèi)層43和外層44的金屬的第一膜38中通過深沖方法成形了第一半介殼28,正如在圖24b中所示那樣。通過箭頭57標識的半介殼28的高度在此優(yōu)選地計為在3.8mm和10mm之間。

以相應的方式,有利地制造了第二半介殼(在圖24a至24c中未示出),其中,作為金屬膜為此優(yōu)選地使用鋁膜。

然后,將電極裝置27、優(yōu)選地電池卷(“膠凍卷”)引進到第一半介殼28中。在此,經(jīng)過所述電極裝置27的第一終端元件45將半介殼38的金屬膜38電觸接。對此,事先所述內(nèi)層43設有通孔59并且所述外層44設有通孔58。通過所述電極裝置27與金屬膜38的觸接,較晚地有利地實現(xiàn)了經(jīng)過電池組電池的通過半介殼28所形成的外側(cè)進行的觸接。

作為另外的方法步驟設置的是,電解質(zhì)引進到半介殼中,并且該半介殼例如通過粘接(優(yōu)選地是正如結(jié)合圖22和圖23所闡釋的粘接那樣)或翻邊-粘合連接部被密封地閉鎖。

圖25和圖26示出了借助根據(jù)本發(fā)明的方法構(gòu)造的根據(jù)本發(fā)明的電池組電池2的有利的實施例。在這些電池組電池2中,將電極裝置27的第一電極與第一終端元件45觸接,其中,所述第一終端元件45觸接第一半介殼28的第一金屬膜38,正如結(jié)合圖24c所闡釋的那樣。電極裝置27的第二電極與第二終端元件46觸接,其中,第二終端元件46在第二半介殼29的外側(cè)處穿透該第二半介殼。在此,將第二終端元件46相對于第二半介殼29、尤其相對于第二金屬膜39通過絕緣體元件48進行電絕緣。

在在圖26中所示的實施例中,相比于在圖25中所示的實施例,將第二終端元件46進行偏置。通過在電池組電池的一個外側(cè)處的第一終端元件45相對于在電池組電池的另一個外側(cè)處的第二終端元件46的不同的定位,有利地提供了防護,該防護阻礙電池組電池的無意的“錯誤”的觸接。

圖27示出了正如在圖25中所示那樣的這樣的電池組電池2的有利的串聯(lián)。在圖27中所示的電池組電池2相對于在圖25中所示的電池組電池2還具有冷卻裝置。例如,在圖27中的冷卻裝置通過冷卻通道16和空氣冷卻部60來實現(xiàn)。

在附圖中所展示的并且結(jié)合這些附圖所闡釋的實施例用于闡釋本發(fā)明并且不局限于這些實施例。

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