用于机动车的电池、机动车和制造电池的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于能至少部分电驱动的机动车(10)的电池(14)。该电池(14)包括具有多个电池单体(22)的电池组(16)、围住该电池组(16)的框架(32)和电池壳体(18)，电池壳体具有用于接纳电池组(16)的插入口(20)，电池单体(22)中的每个电池单体在相应的电池单体(22)的外周面(26)上被框架至少部分地遮盖。此外，电池(14)包括具有预紧单元(36a)的预紧装置(36)，预紧单元被构造用于在框架(32)的第一侧(34a)上产生作用于电池组(16)的预紧力(F1)。(34a)上产生作用于电池组(16)的预紧力(F1)。(34a)上产生作用于电池组(16)的预紧力(F1)。

【技术实现步骤摘要】
用于机动车的电池、机动车和制造电池的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于可至少部分地电驱动的机动车的电池。此外，本专利技术还涉及一种相应的机动车以及这种电池的制造方法。

技术介绍

[0002]本专利技术意义上的电池包括至少一个并且特别是多个相互导电连接的电池单体。在此，这种电池单体例如可以构造为棱柱形的单体、软包单体或圆形单体。电池优选地设计为所谓的高压电池，其设置用于提供在大于60伏特的范围中、特别是在数百伏特范围中的电压。这种高压电池可以布置在机动车中，该高压电池在该机动车中可以向耗电器、特别是驱动马达供应电能。
[0003]为了使这种电池单体在按规定运行时具有长的使用寿命并且在损坏情况下、例如在内部短路时能够特别安全地运行，由现有技术已知不同的方案。例如可以向电池单体上或者包括多个电池单体的电池模块上施加预应力，以便补偿会缩短电池单体或多个电池单体使用寿命的膨胀。还可以设置热绝缘，所述热绝缘防止或者延迟电池单体或多个电池单体的热传播。
[0004]文献US 2019/0312323 A1描述了一种热管理系统，其具有单体库，该单体库包括多个电池和用于将电池定位在焊接带处的单体框架。可以在单体库的边缘与电池堆的电池之间布置弹簧，以用于压缩电池和在电池之间的热界面材料，从而增加电池之间的接触和热传递。
[0005]由文献US 2019/0363392 A1公开了一种电池模块，其具有带有多个电池单体的电池单体堆和包围该电池单体堆的壳体。此外，该电池模块包括弹性元件，该弹性元件分别与壳体的两个内侧连接并且被构造用于，当在电池单体处出现膨胀时，将均匀的压力施加到电池单体上。
[0006]此外，文献DE 29 25 248A1公开了一种可重复充电的原电池元件的充电状态的测量，所述原电池元件具有源电极和碱性电解质。在此，彼此贴靠的单个单体布置在至少一个固定板和一个可动板之间，其中可动板与弹簧装置(例如由多个碟形弹簧构成)连接，通过所述弹簧装置能够调节预设的预紧力。
[0007]在已知预紧的高压电池中，每个电池单体模块具有多个布置在模块壳体内的电池单体，其中，模块壳体会增大电池的重量。此外，需要对电池模块的每个进行耗费的设计和构造，以便例如吸收由于电池单体膨胀而产生的力(所谓的膨胀力)并且在电池单体中的至少一个损坏的情况下防止电池单体的热击穿。

技术实现思路

[0008]在该背景下，本专利技术的目的是，提供一种用于开头所述类型的电池的改进的设计方案，该改进的设计方案重量特别轻并且还可简单地制造。此外，本专利技术的目的是，提供一种具有这种电池的机动车以及一种相应的制造方法。
[0009]根据本专利技术，该目的通过独立权利要求的主题实现。本专利技术的有利的改进方案通过从属权利要求、以下说明以及附图来描述。
[0010]该改进的设计方案基于这样的构思，即放弃将电池单体布置在相应的单体模块中，而是将电池单体布置在包围电池组的框架中，以便借助于预紧装置向电池上施加预紧力。
[0011]通过改进的设计方案提供一种用于能至少部分电驱动的机动车的电池。电池包括具有多个电池单体的电池组、用于接纳电池组的电池壳体、包围电池组的框架以及预紧装置，该预紧装置具有用于向电池组上施加预紧力的预紧单元。在改进的设计方案的意义上的电池在此优选理解为具有所谓的“Cell
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to
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Pack(CTP、无模组电池包)”技术的电池。在此，省去了将电池单体布置在相应的单体模块中，由此特别有利地提高了电池单体的封装密度和电池组的能量密度。
[0012]电池组——也可称为单体组——包括多个电池单体。特别是，形成电池组的电池单体可以是开头所述类型的电池单体。在此，电池组可以具有至少一个电池单体，特别是具有在两个至八个之间的电池单体。电池组的电池单体中的每个电池单体都具有两个基面，这两个基面通过相应电池单体的外周面/侧围面相互连接。因此，每个电池单体都被外周面和两个基面向外限界，外周面和两个基面共同形成每个电池单体的表面。因此，外周面和两个基面也可理解为电池的边界面。也可以被称为所谓的端面的两个基面可以例如是底面和与底面相对的顶面。在此，电池单体中的每个电池单体特别是可以在底面上被放置、例如在电池壳体的壁上，而在顶面上可以布置电接头。所述外周面可以由基面中的每个基面的相应的范围以及电池的高度来给定。高度在本上下文中能够说明在两个基面之间的法向间距。基面以及外周面的各自形状特别是可以由电池单体的结构形式(例如棱柱形单体、软包单体或圆形单体)来规定。
[0013]此外，电池包括电池壳体，该电池壳体具有用于接纳电池组的插入口。电池壳体是电池的外套，即，包围电池组的特别坚固的外套。在此，电池壳体特别是可以有利地保护电池组免受电池的环境影响，反之亦然。例如，电池壳体可以防止液体进入电池中，并且另选或附加地防止或限制从电池单体中逸出的气体的逸出。特别地，电池壳体包含金属材料(例如铝或钢)或由金属材料制成。插入口理解为电池壳体内的凹口，电池组在电池的按规定的制造之后布置、也就是定位在该凹口中。特别地，插入口可以是在至少三侧上、特别是在四侧或五侧上被封闭的容器，该容器可以根据电池单体的结构形式具有预给定的多边形的内部形状。特别地，电池壳体可以具有多个彼此平行布置的插入口，例如具有两个至六个的插入口。
[0014]此外，电池组被框架包围，该框架构造为具有封闭的横截面的空心型材。因此，框架可以管状地包围电池组。在此，空心型材构成中空体，该中空体的横截面垂直于空心型材的纵向延伸方向且平行于每个电池单体的基面例如至少部分地是圆形的、矩形的或蛋圆形的。在此，借助于所述框架例如可以如此将电池单体彼此相邻地布置，使得电池组作为单个构件存在并且在安装时(例如在布置在所述电池壳体中时)可以特别容易地进行操作。特别地，框架包括塑料或由塑料制成。在将框架布置在电池组处时，每个电池单体在相应电池单体的外周面处被框架至少部分地遮盖。因此，框架至少在局部、特别是在端侧上贴靠至相应的电池单体的外周面，从而框架在该区域中布置在每个电池单体处。特别地，两个基面能够
不被框架遮盖，这是因为空心型材是两侧敞开的。因此，与模块壳体相比，该框架可以不完全地覆盖形成电池组的电池单体。有利的是，省去了模块壳体并且因此减少了电池的制造和材料耗费。
[0015]电池还包括具有预紧单元的预紧装置。预紧装置的预紧单元被设计用于在框架的第一侧上产生作用于电池组的预紧力。在此，预紧力可以在1千牛与10千牛之间，特别是在2千牛与5千牛之间。特别地，预紧力的作用线可以垂直于框架的第一侧，并且预紧力可以从周围环境朝向电池组起作用。预紧力例如是为了补偿电池单体中的至少一个电池单体由于运行造成的膨胀(Swelling)而所需的力，以便有利地提高电池单体中的至少一个电池单体的寿命并且因此提高电池组的寿命。预紧单元因此被构造用于最迟在装配电池之后对电池组施加预紧力。
[0016]有利地，因此根据改进的方案可以特别简单地构造和制造电池。由于与模块构造方式相比形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于能至少部分地电驱动的机动车(10)的电池(14)，包括：
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具有多个电池单体(22)的电池组(16)，其中，电池单体(22)中的每个电池单体具有两个基面(24)，这两个基面通过相应的电池单体(22)的外周面(26)彼此连接，
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具有用于接纳电池组(16)的插入口(20)的电池壳体(18)，
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围住电池组(16)的框架(32)，该框架被构造成具有封闭的横截面的空心型材，其中，电池单体(22)中的每个电池单体在相应电池单体(22)的外周面(26)处被框架(32)至少部分地遮盖，
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具有预紧单元(36a)的预紧装置(36)，该预紧单元被设计成在框架(32)的第一侧(34a)上产生作用于电池组(16)的预紧力(F1)。2.根据权利要求1所述的电池(14)，其中，预紧装置(36)具有另一预紧单元(38b)，该另一预紧单元被构造用于在框架(32)的与第一侧(34a)相对置的第二侧(34b)上产生作用于电池组(16)的另一预紧力(F2)，从而预紧单元(36a)的预紧力(F1)和另一预紧单元(36b)的另一预紧力(F2)彼此相对地作用。3.根据前述权利要求中任一项所述的电池(14)，其中，预紧装置(36)具有板元件(42a)，该板元件以板顶侧整面地贴靠在框架(32)的第一侧(34a)上并且以板底侧布置在至少一个被预紧的弹簧元件(44)处，其中，该至少一个弹簧元件(44)具有规定的弹簧常数和/或规定的弹簧特性曲线，所述弹簧常数和/或弹簧特性曲线预给定预紧力(F1)。4.根据权利要求3所述的电池(14)，其中，
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预紧装置(36)通过所述至少一个弹簧元件(44)与另一板元件(42a)连接和/或直接布置在电池壳体(18)上，和/或
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所述至少一个弹簧元件(44)包括螺旋弹簧(46a)和/或具有波浪形横截面的板簧(48b)。5.根据前述权利要求中任一项所述的电池(14)，其中，框架(32)具有分别垂直于第一侧(34a)的另外的两侧(34c、34d)，所述另外的两侧分别布置在电池组(16)与电池壳体(18)的界定插入口(20)的壁(40)之间。6.根据前述权利要求中任一项所述的电池(14)，其中，电池组(16)具...

【专利技术属性】
技术研发人员：W，
申请(专利权)人：奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：