System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 具有电芯分隔元件的电池模块和用于制造电池模块的方法技术_技高网

具有电芯分隔元件的电池模块和用于制造电池模块的方法技术

技术编号:40362595 阅读:14 留言:0更新日期:2024-02-09 14:50
本发明专利技术涉及一种具有电芯堆(12)的电池模块(10),电芯堆具有多个在堆垛方向(x)上并排布置的电池电芯(14),电池电芯(14)包括在堆垛方向(x)上彼此相邻地布置的第一和第二电池电芯(14),至少在第一和第二电池电芯(14)之间布置有用于将第一和第二电池电芯(14)彼此电绝缘且热隔绝的电芯分隔元件(20),电芯分隔元件(20)面式地贴靠第一和第二电池电芯(14)。在此,在电芯分隔元件(20)与至少第一电池电芯(14)之间存在有摩擦锁合的连接,该摩擦锁合的连接防止至少一个第一电池电芯(14)与电芯分隔元件(20)之间的垂直于堆垛方向(x)的相对运动,并且在第一电池电芯(14)和电芯分隔元件(20)之间不存在材料锁合的连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有电芯堆的电池模块,电芯堆具有多个在堆垛方向上并排布置的电池电芯,其中,电池电芯包括在堆垛方向上彼此相邻地布置的第一电池电芯和第二电池电芯。此外,至少在第一电池电芯和第二电池电芯之间布置有用于将第一电池电芯和第二电池电芯彼此电绝缘且热隔绝的电芯分隔元件,其中,电芯分隔元件面式地贴靠在第一、第二电池电芯处。此外,本专利技术也涉及一种用于制造电池模块的方法。


技术介绍

1、在制造电芯模块(在此也称为电池模块)时,将单个电芯合并成堆,所谓的组。在此,电芯壳体独立于所谓的电芯分隔元件。电芯壳体具有一系列任务,例如将电芯稳定地保持在一起,将电芯彼此热隔离,以及也将电芯彼此电绝缘,等。原则上,电池电芯应稳定地被保持在一起,从而在负载下、例如在以高达50g(也就是说50倍的重力加速度)进行碰撞的情况中,电池电芯也不滑脱并且电芯模块或电芯堆不由此变形。为此,通常通过以下方式堆垛电芯,即,从一个电芯开始,然后在单侧粘上电芯分隔元件,接着同样使电芯分隔元件的另一侧设有粘合剂或者撕下可转移胶带的保护膜并且粘上下一个电芯。然后,在该下一个电芯上继续粘上分隔元件并且在分隔元件上继续粘上一个电芯,直至完成整个电芯堆。紧接着,压紧电芯堆并且检查,电芯堆是否好了。此时,尤其是检查,在单个电芯之间不存在绝缘电阻故障,因为这种绝缘电阻故障稍后可能导致危险的短路或者缓慢的自放电至寿命结束并返厂或者甚至在电芯模块内部发生反应。例如,当污物例如颗粒、碎屑等到达电芯之间时,就可能出现这种情况。虽然可以识别这种故障,但电芯堆已经不能返修,因为电芯已经相互不可分离地粘在一起。现在如果尝试分开粘接部,则会损坏敏感的电芯绝缘层并且使损失变得更大。具有例如15个大容量电芯的这种电芯堆具有约1000.00欧的价值,这是由于小颗粒引起的巨大经济损失,此外,如果由于这种事情而仅仅因为不可能返修而必须报废新的高价值的电芯,这是不可持续且对环境不友好的做法。

2、因此期望的是,使得在探测到绝缘故障或电池模块的其它故障的情况下易于返修。

3、wo 2010/031857 a2阐述了一种用于具有多个布置成堆的扁平电芯的蓄能器单元的冷却单元。冷却单元包括至少一个基板,该基板与基本上平面的且彼此平行布置的、彼此间隔开的冷却元件导热地相连接。此外,冷却单元包括为基板配设的热交换器,该热交换器具有面对基板的装配面。在此,冷却元件与扁平电芯面式地接触,以便在这些部件之间建立良好的热耦合。为了防止扁平电芯侧向地从冷却模块中被推出,在冷却单元的与基板相对的侧上设置有封闭板。

4、为了将电芯保持在位置中,需要板形式的附加构件。


技术实现思路

1、因此本专利技术的目的是,提供一种电池模块以及一种方法,其允许以尽可能简单的方式提供尽可能稳定的电池模块,并且此外能以尽可能简单的方式在探测到故障的情况下实现返修。

2、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池模块以及方法实现。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。

3、根据本专利技术的电池模块具有电芯堆,电芯堆包括多个在堆垛方向上并排布置的电池电芯,其中,电池电芯包括在堆垛方向上彼此相邻地布置的第一电池电芯和第二电池电芯。在此,至少在第一电池电芯和第二电池电芯之间布置有用于使第一电池电芯和第二电池电芯彼此电绝缘且热隔绝的电芯分隔元件,其中,电芯分隔元件面式地贴靠在第一电池电芯和第二电池电芯上。在此,在电芯分隔元件和至少第一电池电芯之间存在有摩擦锁合的连接,该摩擦锁合的连接反作用于至少一个第一电池电芯和电芯分隔元件的垂直于堆垛方向的相对运动,此外,在第一电池电芯和电芯分隔元件之间不存在材料锁合的连接。

4、因此,电芯分隔元件和第一电池电芯既不通过粘接连接也不通过焊接连接也不通过其它材料锁合的连接相互连接,而是借助于摩擦锁合的连接、尤其是仅仅借助于摩擦锁合的连接相互连接。有利地,这实现了在探测到故障的情况中简单地返修,因为在这种情况中,电芯分隔元件和第一电池电芯之间的连接可以简单地再次拆松。尤其是,可以无破坏地拆松该连接,并且在拆松该连接时的损失相应地不还扩大。在此,本专利技术基于的认知是,如开头阐述的那样,电芯堆借助于夹紧装置夹紧,以便尽管单个电池电芯膨胀(这也称为鼓胀(swelling))但在电芯堆的使用寿命的进程中仍然将电芯堆在堆垛方向上保持在限定的结构空间中。由此,也使第一和第二电池电芯因此在两侧非常紧地压抵在电芯分隔元件上,或者说将电芯分隔元件卡紧在第一和第二电池电芯之间。由此,提高了在电芯分隔元件和至少第一电池电芯之间的摩擦力,并且此外,该摩擦力在电池模块的使用寿命的进程中附加地增大,这能够越发有效地反作用于在第一电池电芯和电芯分隔元件之间的垂直于堆垛方向的相对运动。此外,本专利技术基于的认知是,存在大量提高电芯分隔元件与第一电池电芯之间的摩擦值或在这些构件之间提供尽可能高的摩擦值的可行方案,例如高摩擦值覆层、表面结构、表面的橡胶涂层,等。这些措施不需要或者几乎不需要附加的结构空间,并且全都能够在不需要附加的支架或保持板等来将电芯在电芯堆中保持在其位置上的情况下提供稳定的电池模块。有利地,这可仅仅通过在电芯分隔元件与邻接的电池电芯之间的摩擦锁合的连接来提供,并且此外实现非常简单的返修,因为在探测到故障的情况中,可以毫无问题地且在电芯或电芯分隔元件无损坏的情况下再次将电芯堆拆成其单个的组成部分、尤其是电芯和电芯分隔元件。

5、为了电芯分隔元件可以在两个邻接的电池电芯之间提供电绝缘和热隔绝,电芯分隔元件优选地由电绝缘的材料构成,或者具有至少一个由电绝缘材料制成的外部层。为了提供尽可能好的热隔绝,完全由热隔绝的材料、尤其是塑料制成的设计是非常有利的,因为塑料通常非常好地隔热。但是也可考虑其它材料,例如云母等。至少优选的是,电芯分隔元件不由金属材料构成并且尤其是也不包括金属材料。

6、例如,电池电芯可以构造成棱柱形的电池电芯和/或软包电芯,并且例如是锂离子电芯。此外优选的是,在每两个在堆垛方向上相邻地布置的电池电芯之间设置有一个这种电芯分隔元件,电芯分隔元件用于这两个邻接电芯分隔元件的电池电芯的电绝缘和热隔绝。此外,其它的电芯分隔元件可以如对此处的电芯分隔元件阐述的那样构造。电池电芯也可以构造成相同形式,尤其是电池电芯在邻接的电芯分隔元件处的连结也可以构造成相同形式。

7、通过电芯分隔元件此外也应在邻接的电芯之间提供良好的电绝缘所具有的背景是,刚好在一个电池电芯热失控的情况中这种热绝缘是非常有利的,因为通过在电池电芯之间存在的由电芯分隔元件提供的热隔绝,使得一个电池电芯的这种热失控难以热蔓延到相邻的电池电芯上,并且由此可以显著延迟或者甚至可以防止这种热蔓延。由此,可以特别有效地反作用于热传播。

8、尽管不是优选的,但原则上可设想,在电芯分隔元件和邻接电芯分隔元件和/或同样贴靠在电芯分隔元件处的第二电池电芯之间存在有粘接形式的材料锁合的连接。这样也能够将电池模块、尤其是电芯堆例如为了返修而拆分成单个的电池本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有电芯堆(12)的电池模块(10),所述电芯堆具有多个在堆垛方向(x)上并排布置的电池电芯(14),

2.根据权利要求1所述的电池模块(10),其特征在于,电池模块(10)具有夹紧装置,借助于所述夹紧装置在堆垛方向(x)上夹紧电芯堆(12),从而通过所述夹紧装置,在堆垛方向(x)和与堆垛方向相反的方向上将压紧电芯堆(12)的夹紧力(P)施加到电池电芯(14)上。

3.根据上述权利要求中任一项所述的电池模块(10),其特征在于,在电芯分隔元件(20)与第二电池电芯(14)之间存在有摩擦锁合的连接,该摩擦锁合的连接反作用于至少一个第二电池电芯(14)与电芯分隔元件(20)的垂直于堆垛方向(x)的相对运动,其中,在第二电池电芯(14)与电芯分隔元件(20)之间不存在材料锁合的连接。

4.根据上述权利要求中任一项所述的电池模块(10),其特征在于,第一电池电芯(14)具有第一接触面(22a、22b),电芯分隔元件(20)具有第二接触面(20a、20b),其中,第一接触面(22a、22b)和第二接触面(20a、20b)完全彼此贴靠,尤其是其中,第一接触面(22a、22b)是第一电池电芯(14)的整个接触电芯分隔元件(20)的面,而第二接触面(20a、20b)是电芯分隔元件(20)的整个接触第一电池电芯(14)的面。

5.根据上述权利要求中任一项所述的电池模块(10),其特征在于,第一接触面(22a、22b)和/或第二接触面(20a、20b)具有增大摩擦值的薄膜(26)。

6.根据上述权利要求中任一项所述的电池模块(10),其特征在于,所述增大摩擦值的薄膜(26)构造有橡胶覆层和/或硅酮覆层,橡胶覆层尤其是由天然或人工橡胶制成。

7.根据上述权利要求中任一项所述的电池模块(10),其特征在于,第一接触面(22a、22b)和/或第二接触面(20a、20b)构造有增大摩擦值的覆层(24)、尤其是橡胶覆层(24)和/或硅酮覆层。

8.根据上述权利要求中任一项所述的电池模块(10),其特征在于,所述摩擦锁合的连接通过勾毛搭扣连接来提供,尤其是其中,第一接触面(22a、22b)构造有第一勾毛搭扣连接件,而第二接触面(20a、20b)构造有与第一勾毛搭扣连接件对应的第二勾毛搭扣连接件。

9.根据上述权利要求中任一项所述的电池模块(10),其特征在于,电芯分隔元件(20)由形状稳定的、电绝缘的、至少部分弹性的实心材料形成,所述实心材料尤其是橡胶或硅酮。

10.一种用于制造电池模块(10)的方法,所述方法具有以下步骤:

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【技术特征摘要】

1.一种具有电芯堆(12)的电池模块(10),所述电芯堆具有多个在堆垛方向(x)上并排布置的电池电芯(14),

2.根据权利要求1所述的电池模块(10),其特征在于,电池模块(10)具有夹紧装置,借助于所述夹紧装置在堆垛方向(x)上夹紧电芯堆(12),从而通过所述夹紧装置,在堆垛方向(x)和与堆垛方向相反的方向上将压紧电芯堆(12)的夹紧力(p)施加到电池电芯(14)上。

3.根据上述权利要求中任一项所述的电池模块(10),其特征在于,在电芯分隔元件(20)与第二电池电芯(14)之间存在有摩擦锁合的连接,该摩擦锁合的连接反作用于至少一个第二电池电芯(14)与电芯分隔元件(20)的垂直于堆垛方向(x)的相对运动,其中,在第二电池电芯(14)与电芯分隔元件(20)之间不存在材料锁合的连接。

4.根据上述权利要求中任一项所述的电池模块(10),其特征在于,第一电池电芯(14)具有第一接触面(22a、22b),电芯分隔元件(20)具有第二接触面(20a、20b),其中,第一接触面(22a、22b)和第二接触面(20a、20b)完全彼此贴靠,尤其是其中,第一接触面(22a、22b)是第一电池电芯(14)的整个接触电芯分隔元件(20)的面,而第二接触面(20a、20b)是电芯分隔元件...

【专利技术属性】
技术研发人员:S·施陶登迈尔
申请(专利权)人:奥迪股份公司
类型:发明
国别省市:

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