本发明专利技术涉及一种用于机动车的电芯装置(20)，其具有多个电芯(22)，电芯分别具有两个电芯电极(32a、32b)、第一侧(24)、第二侧(26)、在从第二侧到第一侧的方向上的高度(H)和可开启的排气开口(32c)，该排气开口用于在热失控的情况下从相关的电芯中排出气体(40)，相应的电芯在热失控的情况下具有至少一个热的热点区域(34)，其由电芯电极中的至少一个电芯电极和/或由排气开口提供，电芯装置(20)具有至少一个填料层(36)，在高度的方向上，相应的电芯的部段(A)被埋入在该填料层中。至少一个热的热点区域被埋入在填料层中，填料层通过填料(38)形成，用以在热失控的情况下使电芯热屏蔽。蔽。蔽。
【技术实现步骤摘要】
具有填料层的电芯装置和制造机动车电芯装置的方法
[0001]本专利技术涉及一种用于机动车的电芯装置，该电芯装置具有多个电芯，这些电芯又分别具有两个电芯电极、第一侧、与第一侧对置的第二侧、在从第二侧到第一侧的方向上的高度以及可开启的排气开口，该可开启的排气开口用于在相关的电芯热失控的情况下从该电芯中排出气体。此外，相应的电芯在热失控的情况下具有至少一个热的热点区域，该热点区域由电芯电极中的至少一个电芯电极和/或由排气开口提供。此外，电芯装置具有至少一个填料层，在高度的方向上，相应的电芯的部段被埋入/嵌入在该填料层中。此外，本专利技术也涉及一种用于制造电芯装置的方法。
技术介绍
[0002]在电池系统中，填料用于满足不同的功能。例如，填料可以用于流体地密封冷却腔，以实现以冷却剂直接环流电芯，这例如在DE 10 2014 106852A1中进行了描述。在此，电芯电极从填料中伸出，从而填料使电芯电极与冷却腔分离。
[0003]另一应用可能性是如在WO 2020/053251 A1中描述的用于将电芯连接到冷却体处的应用。在此，在填料中设置用于从受损的电芯中排出气体的通风通道。此时，填料应能尽可能好地导热，以使得能够尽可能有效地将热从电芯导出到冷却体处。但这种在填料中设置的通风通道损害了散热，因为该通风通道增大了在电芯和冷却体之间的热阻力。此外，为此需要更多结构空间，因为为了引入或设置通风通道，需要使电芯与冷却通道的距离变大。此外，这种变大的距离再次对散热有不利作用。
[0004]在此也可行的是，将电芯完全埋入在这种填料中。但这又对电池的总重量有不利作用。但特别刚好在事故情况下电芯的彼此热耦合是不利的，因为由此在受损的电芯中产生的热可以非常快速地扩散并且可以蔓延到其他电芯上。
[0005]此外，DE 10 2020 113 951 B3描述了一种电池模块，该电池模块具有多个电芯、冷却装置以及在冷却装置与每个电芯的下侧之间的空腔，该空腔被导热的且电绝缘的填料填充。包围电芯中的每个电芯的侧面的第二空腔被隔热的第二填料填充，而第三空腔被第三填料填充，该第三空腔包围上侧，上侧具有每个电芯的两个电联接部和相应的布置在该处的电芯连接器。通过不同的填料，应实现不同的性能。第一填料应能尽可能好地导热，而第二填料应尽可能隔热，并且通过第三填料应提供承载的结构。在此，电芯最终也完全被填料包围，从而这又对电池的总重量有不利作用。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是，提供一种电芯装置以及一种方法，其以尽可能简单和有效的方式能够实现刚好在电芯热失控的情况下确保这种电芯装置的尽可能高的安全性。
[0007]该目的通过具有根据相应的独立权利要求所述的特征的电芯装置和方法实现。本专利技术的有利的设计方案是从属权利要求、说明书以及附图的主题。
[0008]根据本专利技术的用于机动车的电芯装置具有多个电芯，这些电芯分别具有两个电芯
电极、第一侧、与第一侧对置的第二侧、在从第二侧到第一侧的方向上的高度以及可开启的排气开口，该可开启的排气开口用于在相关的电芯热失控的情况下从该电芯中排出气体。此外，相应的电芯在热失控的情况下具有至少一个热的热点区域，该热点区域由电芯电极中的至少一个电芯电极和/或由排气开口提供。此外，电芯装置具有至少一个填料层，在高度的方向上，相应的电芯的部段被埋入在该填料层中。在此，至少一个热的热点区域被埋入在填料层中，该填料层通过填料形成，用以在热失控的情况下使电芯彼此热屏蔽。
[0009]本专利技术基于以下认识，即，刚好在填料中埋入电芯的至少一个热的热点区域——也就是说该热点区域通过相关的电芯的电芯电极和/或排气开口提供——时，可以特别有效地借助于用于电芯的热屏蔽的填料实现电芯的彼此热退耦。在电芯热失控的情况下，非常剧烈的放热刚好来自这种热点区域。通过埋入在用于热屏蔽的填料中，即，填料相应地设计为具有尽可能低的导热能力，能以特别有效的方式抑制或至少延迟这种放热蔓延到邻近的电芯上。这又能够实现，防止或至少同样延迟整个电芯装置的热失控。相应地也可以防止或至少延迟更严重的后果、例如电池着火。由此有利地可以通过至少一个填料层以简单和有效的方式显著提高在电芯中的至少一个电芯热失控的情况下的安全性。
[0010]热的热点区域的特征在于，在该热点区域中，在电芯热失控的情况下相关的电芯的温度高于在该热点区域的局部环境中。换句话说，热点区域是电芯的这样的区域，即，在电芯热失控的情况下，该区域具有局部的最高温度，但这不一定是电芯或电芯外侧的最热的区域。但可设想，相应的电芯的可开启的排气开口和两个电芯电极是电芯外侧的三个最热的热点区域。此外，热点区域不必限制在该局部的最高温度上，而是可以包括在该最高温度附近小的空间延伸区域。特别是电芯电极和可开启的排气开口通常是在热失控的情况下的电芯的这种热点区域。相应地非常有利的是，将电芯的电芯电极和/或排气开口作为热点区域埋入在填料中。此外优选的是，通过填料层不实现与冷却体或冷却板或冷却底部等的热连接。为此，例如可以使用具有不同的热性能的另一填料层或粘接层等。由此有利地实现，填料层在其性能方面最优地用于电芯的彼此热屏蔽，同时不降低在正常运行中的散热效率。
[0011]相应的电芯的可开启的排气开口例如可以通过在相关的电芯的电芯壳体中的理论断裂部位提供。该理论断裂部位例如可以通过薄的爆破膜等实现。在电芯热失控的情况下，在电芯的内部中产生气体，在压力足够高时，该气体相应地导致可开启的排气开口由于电芯内部压力而打开，由此，气体可以从相关的失控的电芯中漏出。在此，这种气体也包括在气体流中夹带的较大的颗粒。如稍后还将详细描述的那样，此外不需要在填料层中引入排气通道等。特别是当在填料层中埋入作为热点区域的至少一个可开启的排气开口时，填料层可以简单地在该部位处设计为相应薄的，使得填料层在该部位处可以说简单地被从电芯中离开的气体流冲破或射穿。
[0012]使用这种填料层的另一优点此外还在于，通过该填料层同时可以承担在电芯之间的间隔垫的功能。当电芯设计为圆形电芯时这是特别有利的，在圆形电芯中常常使用这种间隔垫或间隔垫格栅。由此，也可以节省附加的构件。此外，填料层优选地设计为，在相关的电芯的高度方向上，填料层仅仅在相应的电芯的部段上延伸，但不在电芯的整个高度上延伸。即因此，相关的电芯不是完全被埋入在填料层中。在此优选地，该部段最多在电芯的高度的一半上延伸，特别优选地在显著小于一半上延伸。这降低了电芯装置的总重量。原则上
也可行的是，设置多个这种填料层，在高度的方向上，这些填料层在相应的电芯的相应的部段上延伸。于是，在这种情况下也优选的是，电芯不是完全被埋入在这种填料层中。换句话说，设置至少一个未被埋入在填料层中的相应电芯部段，并且该部段特别是至少在电芯的高度的一半上延伸，或者在多个自由部段的情况下，这些部段加起来至少在电芯的高度的一半上延伸。
[0013]此外非常有利的是，至少为了电芯的热屏蔽的目的，设置仅仅唯一一个这种填料层。于是，不仅电芯的一个热的热点区域、而且特别是电芯的多个热的热点本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于机动车的电芯装置(20)，
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所述电芯装置具有多个电芯(22)，所述多个电芯分别具有两个电芯电极(32a、32b)、第一侧(24)、与第一侧(24)对置的第二侧(26)、在从第二侧(26)到第一侧(24)的方向上的高度(H)以及可开启的排气开口(32c)，该可开启的排气开口用于在相关的电芯(22)热失控的情况下从该电芯(22)中排出气体(40)，
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其中，相应的电芯(22)在热失控的情况下具有至少一个热的热点区域(34)，所述至少一个热的热点区域由电芯电极(32a、32b)中的至少一个电芯电极和/或由排气开口(32c)提供，
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其中，电芯装置(20)具有至少一个填料层(36)，在高度(H)的方向上，相应的电芯(22)的部段(A)被埋入在所述至少一个填料层中，其特征在于，所述至少一个热的热点区域(34)被埋入在填料层(36)中，该填料层通过填料(38)形成，用以在热失控的情况下使电芯(22)彼此热屏蔽。2.根据权利要求1所述的电芯装置(20)，其特征在于，填料(38)设计为电绝缘的和/或隔热的。3.根据前述权利要求中任一项所述的电芯装置(20)，其特征在于，从预先确定的温度开始，特别是在高于100℃时，填料(38)陶瓷化，特别是包括被埋入在基质中的陶瓷颗粒。4.根据前述权利要求中任一项所述的电芯装置(20)，其特征在于，所述至少一个热点区域(34)包括相应的电芯(22)的可开启的排气开口(32c)。5.根据前述权利要求中任一项所述的电芯装置(20)，其特征在于，可开启的排气开口(32c)布置在第一侧(24)处，其中，第一侧(24)被埋入在填料层(36)中，特别是其中，第二侧(26)面对载体，电芯(22)布置在所述载体上。6.根据前述权利要求中任一项所述的电芯装置(20)，其特征在于，相应的电芯(22)的可开启的排气开口(32c)被埋入在填料层(3...
【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：
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