本發(fā)明一方面涉及一種新型的根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于蓄能器單體的調(diào)溫和排氣裝置，并且另一方面涉及一種根據(jù)權(quán)利要求17的前序部分所述的使用新型的單體接觸導(dǎo)通系統(tǒng)的蓄能器、特別是用于汽車領(lǐng)域的蓄能器。

背景技術(shù)：

1、電動(dòng)交通工具（如電動(dòng)車輛）開發(fā)的核心是蓄能器。為此需要具有高功率和高能量密度的蓄能器。蓄能器通常由多個(gè)相互電連接的單個(gè)蓄能器單體（例如鋰離子電池單體）組成。蓄能器一般需要溫度管理系統(tǒng)，以確保其在優(yōu)化的溫度范圍中運(yùn)行。蓄能器單體一般具有窄的工作溫度范圍（例如在+15℃和+45℃之間）。蓄能器單體的功能安全性、使用壽命和循環(huán)穩(wěn)定性以及因此整個(gè)蓄能器的功能安全性也顯著依賴于蓄能器單體不離開該溫度范圍。如果溫度超過臨界標(biāo)記，就會(huì)出現(xiàn)所謂的“熱失控（thermal?runaway）”。熱失控會(huì)引發(fā)不可阻擋的連鎖反應(yīng)。在此，溫度在幾毫秒內(nèi)急劇上升，并且存儲(chǔ)在蓄能器單體中的能量會(huì)突然釋放。因此可能出現(xiàn)超過1000℃的溫度。蓄能器的內(nèi)容物變成氣態(tài)，并引發(fā)用常規(guī)手段難以撲滅的火災(zāi)。熱失控的風(fēng)險(xiǎn)從特定溫度（例如60℃）開始，并且從另一溫度閾值（例如100℃）開始變得極為危急。因此，在蓄能器中、尤其是在用于電動(dòng)車輛的蓄能器中使用蓄能器管理系統(tǒng)，借助該蓄能器管理系統(tǒng)不僅控制或調(diào)節(jié)蓄能器單體的充電和放電行為，而且在熱失控的情況下采取關(guān)于溫度管理以及緊急情況管理的措施。為了在熱失控時(shí)確保有針對(duì)性地排出氣體，氣密地密封的蓄能器單體可以具有排氣開口。例如，這些排氣開口可以設(shè)計(jì)為預(yù)定斷裂部位，它們可以從一定的內(nèi)部壓力開始允許氣體從蓄能器單體的內(nèi)部向周圍環(huán)境逸出。排出的氣體可能包含電解質(zhì)，其可能與水反應(yīng)形成氫氟酸。為了降低對(duì)于周圍的構(gòu)件和/或人員的危險(xiǎn)，必須受控地且有針對(duì)性地排放這種氣體。

2、為了電連接各蓄能器單體，蓄能器具有所謂的單體連接器，所述單體連接器根據(jù)電路類型將兩個(gè)或更多個(gè)蓄能器單體的兩個(gè)或更多個(gè)極彼此電連接。在串聯(lián)連接的情況下，例如分別將一個(gè)蓄能器單體的陽極與另一蓄能器單體的陰極連接。為了能夠監(jiān)控和調(diào)節(jié)每個(gè)蓄能器單體的荷電狀態(tài)，每個(gè)單體連接器可以與蓄能器的控制和/或調(diào)節(jié)電子裝置電連接。由此可以測(cè)量各個(gè)蓄能器單體中的單體電壓并且通過單體電壓推斷出相應(yīng)的蓄能器單體的荷電狀態(tài)。此外，也可以設(shè)置傳感器，例如用于監(jiān)控蓄能器單體的表面溫度的溫度傳感器，這些傳感器與控制和/或調(diào)節(jié)電子裝置連接。在以往的解決方案中，控制和/或調(diào)節(jié)電子裝置位于獨(dú)立的結(jié)構(gòu)組合件中。

3、de102007063178a1公開了一種具有用于調(diào)節(jié)電池溫度的導(dǎo)熱板的電池。該電池包括多個(gè)相互連接的單個(gè)單體。導(dǎo)熱板在各個(gè)單個(gè)單體的極的區(qū)域中具有孔和/或切口，各個(gè)單個(gè)單體的極插入這些孔和/或切口或從中伸出。導(dǎo)熱板布置在單個(gè)單體和放置在極上的觸點(diǎn)接通元件之間。設(shè)置用于將單個(gè)單體的極電連接的、按照極布置的電氣的單體連接器和/或單體連接器電路板作為觸點(diǎn)接通元件。彈性元件和/或觸點(diǎn)接通元件還可以位于導(dǎo)熱板的上側(cè)上。在組裝時(shí)，必須通過螺釘將這些單個(gè)層的序列與單個(gè)單體張緊。因此，組裝過程是耗費(fèi)的。

4、de102009046385a1公開了一種具有排氣系統(tǒng)的電池。排氣系統(tǒng)位于與各個(gè)電池單體的極相對(duì)置的一側(cè)上。為此，在那里存在專門為此設(shè)置的基板，該基板具有用于排氣開口的通路以及用于收集來自電池單體的氣體的收集盆。

5、de102012219784a1公開了一種蓄電池模塊，該蓄電池模塊具有氣體通道、電路板和容納多個(gè)電池單體的電池模塊殼體。氣體通道通過具有通向電池單體的排氣開口的貫通開口的u形型材以及在背離排氣開口的一側(cè)上封閉u形型材的電路板形成。因此，電路板形成氣體通道的壁，并且當(dāng)氣體從電池單體的氣體排出開口排出時(shí)，其能夠直接與氣體接觸。在組裝時(shí)，電路板被直接固定在匯流排上。u形型材不與匯流排直接連接。這種布置的缺點(diǎn)是，排出的氣體可能會(huì)損壞未受保護(hù)的電路板。在這種情況下，不再確保對(duì)蓄電池模塊的控制和/或調(diào)節(jié)。此外沒有設(shè)置對(duì)電池單體表面或單體連接件的主動(dòng)調(diào)溫。

6、ep3316384a1公開了一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的電路板裝置。設(shè)置有用于控制和/或調(diào)節(jié)電子裝置的剛性的電路板，在該電路板上直接扁平地安裝用于連接蓄能器單體的單體連接器。通過單體連接器與控制和/或調(diào)節(jié)電子裝置的這種直接連接，出現(xiàn)了從蓄能器單體的電端子到控制和/或調(diào)節(jié)電子裝置的直接的熱傳輸。這種布置導(dǎo)致在電壓和溫度測(cè)量時(shí)的不可避免的測(cè)量偏差。此外，承載了溫度傳感器元件的c形柔性導(dǎo)體電路板固定在剛性的電路板上。該柔性導(dǎo)體電路板延伸穿過剛性的電路板中的縫形穿通開口。無論是就單個(gè)部件的制造而言還是就最終組裝而言，這種構(gòu)造都是耗費(fèi)且昂貴的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于，提供一種用于蓄能器單體的新型的調(diào)溫和排氣裝置，其減少安裝耗費(fèi)并且需要較小的安裝空間。

2、上述目的通過權(quán)利要求1以及權(quán)利要求17的整體教導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的符合目的的設(shè)計(jì)方案在從屬權(quán)利要求中提出。

3、根據(jù)本發(fā)明，承載結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)集成于承載結(jié)構(gòu)的排氣通道以用于導(dǎo)出從蓄能器單體排出的氣體。因此，所述至少一個(gè)排氣通道和所述至少一個(gè)調(diào)溫通道形成承載結(jié)構(gòu)的整體組成部分并且因此形成集成的緊湊的、可縮放的單體接觸導(dǎo)通系統(tǒng)。由于不僅所述至少一個(gè)調(diào)溫通道而且所述排氣通道都是承載結(jié)構(gòu)的整體組成部分，所以能夠顯著降低在完成蓄能器時(shí)的裝配耗費(fèi)。此外，提高了蓄能器的功能可靠性，并減少了所需的安裝空間。排氣通道能實(shí)現(xiàn)在蓄能器熱失控期間有針對(duì)性地排出熱氣體。此外，承載結(jié)構(gòu)提供如下可行性：能夠?qū)⒊休d著蓄能器或各個(gè)蓄能器單體的控制和調(diào)節(jié)電子裝置的附加的功能部件（例如電路板或印刷電路）固定在排氣通道的背側(cè)上。與傳統(tǒng)的構(gòu)型相比，能夠減少部件的數(shù)量。

4、有利地，所述至少一個(gè)排氣通道以及所述至少一個(gè)調(diào)溫通道分別成型到承載結(jié)構(gòu)中。由此，承載結(jié)構(gòu)構(gòu)造為單個(gè)構(gòu)件并且可以在一個(gè)制造步驟中生產(chǎn)出來。此外，由于一件式的設(shè)計(jì)，不同的通道之間沒有連接部位，實(shí)現(xiàn)了更高的功能可靠性。

5、符合目的地，排氣通道可以在承載結(jié)構(gòu)的第一側(cè)上敞開地構(gòu)造。因此，排氣通道構(gòu)造成承載結(jié)構(gòu)的單側(cè)敞開的凹部，其中在安裝狀態(tài)下，蓄能器或其蓄能器單體的上側(cè)與排氣通道相對(duì)。因此，在排氣時(shí)，在承載結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)中，無需附加的構(gòu)件即可在排氣通道中收集并導(dǎo)出排出的氣體。在排氣通道的區(qū)域中，在蓄能器單體上存在相應(yīng)的預(yù)定斷裂部位，這些預(yù)定斷裂部位使得在發(fā)生熱失控時(shí)氣體可以有針對(duì)性地在這些部位處排出并且經(jīng)由排氣通道被導(dǎo)出。因此，蓄能器單體的表面在排氣通道的與承載結(jié)構(gòu)對(duì)置的一側(cè)上限定排氣通道。因此，承載結(jié)構(gòu)不需要局部配屬于預(yù)定斷裂部位的開口。

6、符合目的的是，承載結(jié)構(gòu)具有限定排氣通道的壁，所述壁的與排氣通道相對(duì)置的一側(cè)用作用于其他構(gòu)件的安裝基底。因此，壁的該側(cè)可以用于安裝單體接觸導(dǎo)通系統(tǒng)的其他部件，例如用于安裝包括控制和/或調(diào)節(jié)電子裝置的電路板或印刷電路板，和/或用于安裝傳感器裝置、例如用于確定蓄能器溫度的傳感器裝置。壁因此實(shí)現(xiàn)雙重功能。通過該壁例如保護(hù)電路板或印刷電路以防熱影響和/或化學(xué)影響。

7、優(yōu)選地，壁在兩個(gè)調(diào)溫通道之間延伸。

8、在一種有利的設(shè)計(jì)方案中，壁具有形成安裝凹部的偏移部。單體接觸導(dǎo)通系統(tǒng)的其他部件可以由此下沉地裝配在安裝凹部中。由此保護(hù)這些部件。同時(shí)，由此減小了安裝空間并且同時(shí)提高了承載結(jié)構(gòu)的機(jī)械穩(wěn)定性。

9、符合目的地，承載結(jié)構(gòu)優(yōu)選在安裝凹部的區(qū)域中包括用于電路板或印刷電路的固定和/或定心器件和/或貫通開口和/或距離保持器。這些結(jié)構(gòu)用于簡(jiǎn)化裝配，提高安裝的裝置的安全性或者保證控制和/或調(diào)節(jié)電子裝置或其電路板在其下側(cè)上朝向壁的方向上的間距。

10、根據(jù)一種有利的設(shè)計(jì)方案，排氣通道的內(nèi)側(cè)具有尤其是針對(duì)熱和/或磨蝕性介質(zhì)和/或化學(xué)影響（例如由于酸的化學(xué)影響）的保護(hù)層。附加地，各個(gè)調(diào)溫通道的下側(cè)也可具有保護(hù)層。

11、保護(hù)層可以是涂覆的覆層（例如液體的可固化的覆層、例如添加有陶瓷顆粒的漆、經(jīng)發(fā)泡和固化的覆層或例如粉末覆層）或者是施加在壁或所涉及的壁區(qū)段上的層和/或與其連接的層（例如，云母板、陶瓷纖維氈、玻璃纖維氈、碳?xì)只蜍浤景澹?/p>

12、所述至少一個(gè)調(diào)溫通道以及連接在所述至少一個(gè)調(diào)溫通道上的調(diào)溫管路優(yōu)選在所有接口處密封地實(shí)施。

13、符合目的地，壁在兩個(gè)或至少兩個(gè)調(diào)溫通道之間延伸。調(diào)溫通道優(yōu)選分別位于承載結(jié)構(gòu)的外部區(qū)域中。

14、承載結(jié)構(gòu)也能實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)邊緣側(cè)的調(diào)溫通道之間存在第三調(diào)溫通道或第三和第四調(diào)溫通道。有利地，由此可以附加地對(duì)布置在承載結(jié)構(gòu)的上側(cè)上的電路板進(jìn)行調(diào)溫。

15、承載結(jié)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)：?jiǎn)误w連接器以及承載結(jié)構(gòu)能連接成能被共同安裝的結(jié)構(gòu)組合件。單體連接器用于在各個(gè)蓄能器單體之間產(chǎn)生電連接并且因此固定在各個(gè)蓄能器單體的極觸點(diǎn)上、例如焊接或螺接。通過將單體連接器以及承載結(jié)構(gòu)連接成能被共同安裝的結(jié)構(gòu)組合件，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)制的結(jié)構(gòu)組合件。通過將單體連接器裝配在蓄能器單體上，可以在一個(gè)唯一的工序中裝配具有排氣通道、調(diào)溫通道和電路板的承載結(jié)構(gòu)。因此，單體接觸導(dǎo)通系統(tǒng)可以有利地作為預(yù)制的裝配組件預(yù)保存。

16、此外，所述至少一個(gè)調(diào)溫通道可具有側(cè)向于其縱軸線側(cè)向布置的貫通開口。這些貫通開口可以用于容納單體連接器和/或單體連接器的經(jīng)包封注射成型的冷卻幾何結(jié)構(gòu)和/或?qū)误w連接器和/或單體連接器的經(jīng)包封注射成型的冷卻幾何結(jié)構(gòu)固定在那里。

17、通過承載結(jié)構(gòu)構(gòu)成為模制件、優(yōu)選構(gòu)成為注射成型件或擠壓件，可以簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)所需的幾何形狀。

18、塑料在重量小的同時(shí)提供高耐腐蝕性、熱絕緣性以及電絕緣性。此外，可以在調(diào)溫通道中使用導(dǎo)電流體。鋁或鋁合金提供更高的機(jī)械耐抗性的優(yōu)點(diǎn)。然而，在使用鋁或鋁合金時(shí)，要使用不導(dǎo)電的流體來進(jìn)行調(diào)溫。

19、例如，承載結(jié)構(gòu)是型材結(jié)構(gòu)、優(yōu)選空心型材結(jié)構(gòu)。

20、本發(fā)明還涉及一種根據(jù)權(quán)利要求17的前序部分所述的蓄能器。根據(jù)本發(fā)明，所述蓄能器包括根據(jù)權(quán)利要求1至16中至少一項(xiàng)所述的單體接觸導(dǎo)通系統(tǒng)。