本发明专利技术涉及一种用于机动车(3)的牵引用电池(2)的电池模块(1)，具有：多个电池单体(4)，这些电池单体共同构成具有堆叠方向(S)的单体堆叠体(5)；液压的压力装置(6)，用于产生沿堆叠方向(S)将电池单体压到一起的压力；控制接口(7)，用于与牵引用电池(2)的控制装置(8)耦连，以便有针对性地控制压力装置(6)以产生定义的目标压力值，其中，液压的压力装置具有：用于容纳液压的压力介质的压力腔室(9)，其具有腔室壁(10)；沿腔室壁导引的压力柱塞(11)，用于传递压力装置的压力。压力装置具有限压阀(12)，其中，限压阀设计为在低于压力腔室中的最大压力值的情况下关闭，并且在超出最大压力值的情况下打开并将至少一部分压力介质从压力腔室排出。本发明专利技术还涉及一种牵引用电池和一种机动车。种机动车。种机动车。
【技术实现步骤摘要】
具有限压装置的电池模块、牵引用电池和机动车
[0001]本专利技术涉及一种用于机动车的牵引用电池的电池模块。此外，本专利技术还涉及具有这种电池模块的用于运行机动车的电动机的牵引用电池和具有这种牵引用电池的机动车。
技术介绍
[0002]已知用于机动车的牵引用电池具有多个电池单体，这些电池单体通常布置成单体堆叠体。电池单体的体积可以是能够根据荷电状态和老化状态而改变的。在完全充电状态下，这种电池单体例如具有比在完全或主要放电的状态下明显更大的体积。这种电池单体通常设计为软包电池(德语：Pouchzellen)并且例如具有液态或糊状电解质。电解质例如具有锂或锂离子。具有这种电池单体的电池模块也称为固体电池。
[0003]例如由于软包电池的较低的机械稳定性，设计为锂离子软包电池的电池单体的工作特性很大程度上与外部条件相关。从外部作用在软包电池上的压力在此是一个决定性的参数。通过有针对性地影响单体堆叠体上的压力，可以改善单体堆叠体中的电池单体的性能、使用寿命和结构稳定性。
[0004]对于固体电池，一个特别的技术挑战能够实现阳极的体积改变。在放电状态下，相对少量的锂位于阳极上。在充电状态下，相对大量的锂位于阳极上。由于该数量差异，电池单体在充电状态和放电状态之间的体积改变可以为大约30％。
[0005]对于用于机动车的牵引用电池的具有多个电池单体的单体堆叠体，这意味着各个单独的电池单体在充电循环期间行进数毫米的距离。在此，由于布置在单体堆叠体中，一些电池单体比单体堆叠体中的其它电池单体相对于牵引用电池的电池壳体的电池壁行进更大的距离。为此，因此必须确保，电池单体布置为能够沿膨胀方向移动并且无论它们在电池壳体内的位置如何都能够被施加定义的压力。
[0006]为了提高电池单体的性能和使用寿命，需要在电池单体的侧面上均匀分布的压力。为此已知特殊的压力装置，其例如具有压力弹簧、液压系统等以便产生压力。例如由专利文献WO 2021/008 952A1已知一种液压的压力装置，该压力装置设计为能够根据机动车的运行状态由控制装置控制。在检测到车辆碰撞的情况下，单体堆叠体上的压力可以通过压力装置如此减小，使得可以避免压力装置对电池单体的损坏。
[0007]已知的具有液压压力装置的牵引用电池具有如下缺点，即，在碰撞情况下，电池单体可能受到压力装置的过度机械负荷。因此，在车辆碰撞的情况下可能出现高的压力峰值，由该压力峰值可能会损坏电池单体。此外，单体堆叠体中的电池单体通常没有受到充分的防侧面碰撞保护。对于具有自行停用的压力装置的牵引用电池，在碰撞情况后单体堆叠体上的压力通常太小，因此电池单体同样可能被损坏。
技术实现思路
[0008]因此，本专利技术所要解决的技术问题是消除或至少部分消除用于机动车的牵引用电池的电池模块中的上述缺点。尤其地，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种电池模块、一
种牵引用电池和一种机动车，它们以简单且廉价的方式尤其在碰撞情况下提高电池单体的运行可靠性和使用寿命。
[0009]上述技术问题通过权利要求解决。因此，所述技术问题通过一种用于机动车的牵引用电池的电池模块、用于运行机动车的电动机的牵引用电池以及机动车解决。在此关于根据本专利技术的电池模块描述的特征和细节当然也适用于关于根据本专利技术的牵引用电池以及根据本专利技术的机动车，反之亦然，因此就公开内容而言各个单独的专利技术方面总是相互参照或可以相互参照。
[0010]根据本专利技术的第一方面，所述技术问题通过一种用于机动车的牵引用电池的电池模块来解决。电池模块具有多个电池单体，这些电池单体共同构成具有堆叠方向的单体堆叠体，所述电池模块还具有液压的压力装置，用于产生沿堆叠方向将多个电池单体压到一起的压力，所述电池模块还具有控制接口，用于与牵引用电池的控制装置耦连，以便有针对性地控制所述压力装置以产生定义的目标压力值。液压的压力装置具有用于容纳液压的压力介质的压力腔室，该压力腔室具有腔室壁，液压的压力装置还具有沿所述腔室壁导引的压力柱塞，用于传递压力装置的压力。根据本专利技术，压力装置具有限压阀，其中，该限压阀设计为在低于压力腔室中的最大压力值的情况下关闭，并且在超出该最大压力值的情况下打开并且将至少一部分压力介质从压力腔室排出。
[0011]电池单体优选设计为固体电池单体。电池单体优选设计为软包单体。电池单体的单体壁设计为优选柔性的。电池单体优选地具有两个相对的较大的侧面，这两个侧面设计为明显大于电池单体的可能存在的其它侧面。电池单体布置成单体堆叠体。电池单体优选地如此布置成单体堆叠体，使得相邻电池单体的较大侧面相互接触。在此优选的是，堆叠方向平行于电池单体的较大侧面的面法线延伸。单体堆叠体沿堆叠方向的外部尺寸与电池单体的数目和荷电状态有关。
[0012]液压的压力装置设计为，平行于堆叠方向对单体堆叠体施加压力。为了容纳液压的压力介质、例如油，压力装置具有带有腔室壁的压力腔室。为了引入压力介质，压力装置优选具有压力罐、液压泵、阀等。压力柱塞沿腔室壁优选线性导引。通过将压力介质引入压力腔室中，可以提高压力腔室内的压力，并且压力柱塞能够朝单体堆叠体的方向移动以便实现压力平衡。以此方式可以将单体堆叠体的电池单体压到一起，以便因此改善电池单体的运行条件。液压的压力装置设计为，有针对性地提供具有目标压力值的压力。压力装置优选地具有压力板以便压靠在单体堆叠体上，该压力板优选地能够通过压力柱塞移动。
[0013]目标压力值尤其理解为这样的压力水平，该压力水平被视为特别有利于电池模块的当前运行状态。目标压力值与电池单体的荷电状态有关。目标压力值还可以与其它参数、例如温度、尤其电池单体的温度、环境压力、机动车的减速率等有关。在碰撞情况下，目标压力值可以例如短时间内(或者说快速)被降低，以便预防性地抵消能够由电池模块变形引起的在电池单体上的危急(或者说临界)的压力增加。因此，目标压力值是根据情况可确定的可变值。
[0014]为了控制压力装置以便产生所述压力，电池模块具有控制接口，用于与控制装置耦连。通过该控制接口例如能够将压力介质引入压力腔室中。
[0015]限压阀设计为，如此限制压力腔室内的压力，使得当超过压力腔室内的最大压力值时打开限压阀并且将压力介质从压力腔室排出，直到达到或者低于压力腔室内的最大压
力值。最大压力值是固定的压力值，以便避免损坏电池单体。
[0016]限压阀优选地设计为被动构件并且因此在没有外部操控的情况下起作用。限压阀优选地具有弹簧装置，该弹簧装置将关闭元件保持在关闭位置中。由弹簧装置提供的弹簧力与所述最大压力值相匹配，从而在高于最大压力值的情况下，关闭元件不能继续被弹簧装置保持在关闭位置中并且释放用于排出压力介质的排出通道。根据本专利技术可以规定，限压阀还设计为可操控的。优选地，限压阀设计为如此可操控的，使得限压阀的触发压力值例如能够通过改变弹簧装置的弹簧力或弹性常数降低。因此，在压力值低于所述最大压力值时，限压阀就已经打开。这尤其在预测即将发生的碰撞情况时是有利的，从而能够实现以改进的方式排出压力介质。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于机动车(3)的牵引用电池(2)的电池模块(1)，所述电池模块(1)具有多个电池单体(4)，所述多个电池单体共同构成具有堆叠方向(S)的单体堆叠体(5)，所述电池模块还具有液压的压力装置(6)，用于产生沿堆叠方向(S)将所述多个电池单体(4)压到一起的压力，所述电池模块还具有控制接口(7)，用于与所述牵引用电池(2)的控制装置(8)耦连，以便有针对性地控制所述压力装置(6)以产生定义的目标压力值，其中，所述液压的压力装置(6)具有用于容纳液压的压力介质的压力腔室(9)，该压力腔室具有腔室壁(10)，所述液压的压力装置还具有沿所述腔室壁导引的压力柱塞(11)，用于传递所述压力装置(6)的压力，其特征在于，所述压力装置(6)具有限压阀(12)，其中，该限压阀(12)设计为在低于所述压力腔室(9)中的最大压力值的情况下关闭，并且在超出该最大压力值的情况下打开并且将至少一部分压力介质从所述压力腔室(9)排出。2.根据权利要求1所述的电池模块(1)，其特征在于，所述限压阀(12)布置在所述压力柱塞(11)中。3.根据权利要求1或2所述的电池模块(1)，其特征在于，所述限压阀(12)设计为，在压力增加梯度大于预定义的最大压力增加梯度的情况下打开。4.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块(1)，其特征在于，所述压力装置(6)具有用于容纳压力介质的容纳腔室(14)，该容纳腔室与所述限压阀(12)如此流体连通地耦连，使得通过所述限压阀(12)从所述压力腔室(9)排出的压力介质能够流入所述容纳腔室(14)中。5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：M戈特哈特，F齐林斯基，T鲁道夫，
申请(专利权)人：大众汽车股份公司，
类型：发明
国别省市：
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