用于制造电池模块的方法和电池模块技术

本发明专利技术涉及一种用于制造包括多个电池单体的电池模块的方法，其中，在第一步骤中提供电池模块的模块壳体(12)。将型芯布置结构(20)引入模块壳体(12)中，其中，通过型芯布置结构(20)的相应的型芯(22)限定要设置在硬化的灌注材料(26)中的空腔。随后将灌注材料(26)引入(S14)模块壳体(12)中。在使灌注材料(26)硬化后并从模块壳体(12)中移除型芯布置结构(20)之后，将配属于相应的电池单体的电极布置结构布置在形成于硬化的灌注材料(26)中的空腔中。本发明专利技术还涉及一种电池模块。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于制造包括多个电池单体/电池单池的电池模块的方法。本专利技术还涉及一种包括多个电池单体的电池模块。
技术介绍
为了提供用于电动车辆和混合动力车辆的高伏电池而使用电池模块，该电池模块分别包括多个电池单体。通常在这种电池模块中将电池单体相互电连接并且向该电池单体加载压紧力，这防止了各个电池单体的单体壳体的壁部向上拱起。通常在这种电池模块中使用棱柱形的电池单体，这些棱柱形的电池单体彼此并排直立地布置并且因此可以相当简单地相互电连接。由于棱柱形的电池单体通常具有由金属制成的单体壳体，因此需要使得这些电池单体彼此电绝缘。在确定的运行状态中还将电池单体彼此隔热地设置。在此通常为了实现电绝缘和隔热而使用塑料。如果作为在各个电池单体之间的分隔元件使用也被称为间隔件的塑料部件，那么对于具有多个电池单体的电池模块的结构需要许多单个部件。这是相对花费较高的。在文献DE102010038862A1中描述了一种用于制造电池模块的方法，其中，首先提供多个电池单体，然后借助于单体连接器将这些电池单体相互电连接。随后通过以下方式制造电池模块的塑料壳体：利用塑料包覆注塑各个电池单体。由此在注塑成型方法中利用塑料填充位于电池单体之间的间隙，并且在该注塑成型方法中制造包围电池单体整体的外壳。这也就形成一体的塑料外壳，该塑料外壳向外界作为限定电池模块的边界的壳体。仅电池模块的接头或端子从塑料外壳中向外伸出，从而能够从外部触及该接头或端子。当电池单体必须被施加压紧力以阻止单体壳体向上鼓起时，则难以使用上述方法。也就是当电池单体相对彼此压紧地放置时，难以将塑料引入位于电池单体之间的间隙中。此外塑料的硬化难以实现，这是因为这需要长的硬化时间。因此不能进行用于加速硬化的加热，这是因为电池单体不应遭受相应的温度升高。此外，文献DE202010004637U1描述了一种铅蓄电池，该铅蓄电池用作为机动车中的起动器蓄电池。铅蓄电池包括具有多个腔的塑料壳体，这些腔通过间隔壁部形成或界定。在这些腔中布置有铅板作为电极。随后利用优选设计为注塑成型部件的盖子封闭塑料壳体。通过设置在盖子中的注入口随后将电解质注入电池中，从而可以使该电池充电和放电。优选地，壳体和盖子由压力稳定的且抗冲击的塑料材料、例如聚丙烯制成。
技术实现思路
本专利技术的目的是，实现一种用于制造电池模块的改进的方法以及一种改进的电池模块。该目的通过一种具有权利要求1的特征的方法以及一种具有权利要求9的特征的电池模块来实现。具有本专利技术的适宜的改进方案的有利的设计方案在从属权利要求中给出。根据本专利技术的用于制造包括多个电池单体的电池模块的方法包括多个步骤。首先提供电池模块的模块壳体。将型芯布置结构引入模块壳体中，其中，通过型芯布置结构的相应的型芯限定要设置在硬化的灌注材料中的空腔。随后将灌注材料引入模块壳体中。随后使得灌注材料硬化。接下来从模块壳体中重新移除型芯布置结构。最后将配属于相应的电池单体的电极布置结构布置在硬化的灌注材料中形成的空腔中。这基于以下认识：通常由铝制成的电池单体壳体也可以通过塑料替代，其中，将电池单体彼此划定边界的壁部通过硬化的灌注材料制成。由此可以放弃铝壳体，这带来了成本和重量方面的优点。此外与以下所述方法相比明显减少了所用部件和制造步骤的数量：在该方法中，在中间接入塑料部件的情况下压紧各个电池单体并且将这些电池单体布置在一个模块壳体中。此外，总归要作为用于注入灌注材料的形状而设置的模块壳体还形成电池模块的界定壁。通过在模块壳体中灌注材料的硬化还可以提供特别紧凑的电池模块，这是因为灌注材料与模块壳体连接。优选地通过模块壳体形成电池模块的壁部，该壁部在电池运行时吸收由电极布置结构所施加的力。即电极布置结构试图扩张。对此的原因是在电极布置结构中在电池单体充电和放电时出现的电化学的反应。在具有铝壳体的电池单体中，铝壳体的壁部以及从外部施加到铝壳体的堆垛上的压紧力用于使得壁部不能向上拱起。然而当前模块壳体本身防止了电极布置结构在运行时可能扩张的情况。模块壳体因此设计得足够稳定和坚固，从而该模块壳体可以吸收在电池单体中出现的侧向力。由此确保了电池模块的形状稳定性，这种形状稳定性特别在电池模块布置在车辆中时是特别重要的。此外证明为有利的是，在实现硬化时加热灌注材料和/或向该灌注材料加载高能辐射。这种用于加速灌注材料硬化的方法当前可以没有问题地使用，这是因为灵敏的电极布置结构还没有位于可在灌注材料中形成的空腔中。此外可以在实现硬化时向该灌注材料机械地加负荷，以便赋予该灌注材料期望的性能。与在电极布置结构已经位于空腔中的情况下相比，这些机械负荷也即被规定了另外的界限。在本专利技术的另一个有利的设计方案中，借助于至少一个与电极布置结构连接的盖元件封闭接纳电极布置结构的空腔。因此良好地遮蔽了电极布置结构使其免受外界影响。此外，用于相应的电池单体的、通过硬化的灌注材料在与盖元件共同作用的情况下形成的单体壳体的制造因此可以特别简单且花费少地实现。为了可靠地密封相应的电池单体，可以将盖元件与通过硬化的灌注材料形成的且将相应的电池单体彼此划定边界的壁部粘接和/或焊接。特别在设置可通过热效应硬化的热固性塑料作为灌注材料时证明为有利的是，将盖元件与壁部粘接。而在使用热塑性塑料作为灌注材料时也可以通过焊接特别良好地在盖元件与壁部之间建立密封的紧密连接。此外有利的是，在将电极布置结构布置在空腔中之后，将电解质引入相应的电池单体中。这基于以下认识：由于化学反应才会出现电极布置结构试图发生膨胀，对于该化学反应必须在电池单体中存在有电解质。通过在将电极布置结构布置在相应的空腔中之后才将电解质注入相应的电池单体中，因此可以特别在过程中保证安全地将电极布置结构导入空腔中。优选地，电极布置结构通过涂覆有阳极材料和阴极材料的导电元件以及将阳极材料与阴极材料分开的隔离件的绕组和/或堆垛形成。这些绕组或堆垛也就在紧凑的尺寸下提供了特别大的化学活性表面。堆垛可以为此特别具有折叠部。最后显示为有利的是，通过电池模块形成锂离子蓄电池。相应地将各个电池单体设计为锂离子电池单体，如其特别用于电动车辆和混合动力车辆的高伏电池的电池模块。利用这种电池模块也就可以在重量相对较轻时相应提供高电压和强电流。根据本专利技术的电池模块包括多个电池单体和一个模块壳体，在该模块<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造包括多个电池单体(18)的电池模块(10)的方法，该方法具有以下步骤：‑提供(S10)模块壳体(12)；‑将型芯布置结构(20)引入(S12)模块壳体(12)中，其中，通过型芯布置结构(20)的相应的型芯(22)限定要设置在硬化的灌注材料(26)中的空腔(28)；‑将灌注材料(26)引入(S14)模块壳体(12)中；‑使灌注材料(26)硬化；‑从模块壳体(12)中移除型芯布置结构(20)；以及‑将配属于相应的电池单体(18)的电极布置结构(24)布置(S18)在硬化的灌注材料(26)中形成的空腔(28)中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.27 DE 102013016101.01.一种用于制造包括多个电池单体(18)的电池模块(10)的方法，
该方法具有以下步骤：
-提供(S10)模块壳体(12)；
-将型芯布置结构(20)引入(S12)模块壳体(12)中，其中，通过
型芯布置结构(20)的相应的型芯(22)限定要设置在硬化的灌注材料(26)
中的空腔(28)；
-将灌注材料(26)引入(S14)模块壳体(12)中；
-使灌注材料(26)硬化；
-从模块壳体(12)中移除型芯布置结构(20)；以及
-将配属于相应的电池单体(18)的电极布置结构(24)布置(S18)
在硬化的灌注材料(26)中形成的空腔(28)中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过模块壳体(12)
形成电池模块(10)的壁部，该壁部在电池模块(10)运行时吸收由电极
布置结构(24)所施加的力。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在实现硬化时加
热灌注材料(26)和/或向该灌注材料加载高能辐射和/或向该灌注材料机械
地加负荷。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·施密特，E·阿基克高茨，
申请(专利权)人：奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE