具有多個電池單池的電池單元以及具有多個這樣的電池單元的電池模塊的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電池單元，其包括多個電池單池，所述電池單池分別具有用于與相應的電池單池電接觸的第一電極和第二電極，其中所述電池單池通過單池連接裝置相互電連接，并且所述相互連接的電池單池由將所述電池單池集合在一起的外罩包圍。
[0002]本發(fā)明還涉及一種具有多個相互電連接的電池單元的電池模塊。
【背景技術(shù)】
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)的各種設計方案中，具有多個相互電連接的電化學單池的電池單元是已知的。此外，已知電池模塊，所述電池模塊具有多個相互連接的電池單池，其中所述電池單池通常布置在作為外罩的殼體中。尤其，由于較高的能量密度，優(yōu)選地將鋰離子單池應用為電池單池。鋰離子單池能夠尤其構(gòu)造為所謂的圓形單池、棱柱形單池或者所謂的囊包形單池(Pouch-Ze llen)0
[0004]從公開文獻EP 2 202 824 A1中例如已知一種具有多個電池單池的電池模塊，其中所述電池單池具有第一電極和第二電極。此外，在該公開文獻中所公開的電池模塊包括容納機構(gòu)作為外罩，該容納機構(gòu)具有相互臨近布置的容納單元，在所述容納單元中裝入了電池單池。在此，所述容納機構(gòu)具有包括第一連接端口的第一殼體部件和包括第二連接端口的第二殼體部件，所述連接端口用于接觸所述電池單池的電極。該公開文獻還公開的是，將多個這樣的電池模塊相互電連接。
[0005]尤其在結(jié)構(gòu)方面，對現(xiàn)有技術(shù)中已知的電池單元和電池模塊來說的缺點在于電耗件機構(gòu)的安裝空間，應該利用由電池單元或者說由電池模塊提供的電能來運行所述耗件機構(gòu)。
[0006]此外，尤其對于混合動力車輛、插電式混合動力車輛或者電動車輛來說，存在的困難在于，針對為了提供電能而必要的電池單元和電池模塊而設置的安裝空間應該盡可能地不損害用于乘客和行李的使用空間。此外，存在其它的困難是，通過所應用的電池單元或者說電池模塊，盡可能地避免對車輛來說的不利的重量分布。
[0007]在這樣的背景下，本發(fā)明的任務在于，考慮前述的缺點來提供改進的電池單元以及改進的電池模塊。尤其應該提供一種電池單元，該電池單元能夠改善地與各種設計的安裝空間相匹配。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決所述任務，提供一種電池單元，它包括多個電池單池，所述電池單池分別具有用于與相應的電池單池電接觸的第一電極和第二電極，其中所述電池單池通過單池連接裝置而相互電連接，并且相互連接的電池單池由將所述電池單池集合在一起的外罩包圍，其中所述單池連接裝置具有至少一個柔性構(gòu)造的區(qū)段并且所述外罩至少部分地如此柔性地構(gòu)造，從而所述電池單元能夠通過電池單池的相關(guān)的結(jié)構(gòu)的改變而相應變形。也就是說，尤其能夠改變兩個依次連接的電池單池的角度，從而有利地，所述電池單元能夠如此變形，從而所述電池單元具有一個或多個拱形。由此有利地，能夠?qū)⑺鲭姵貑卧貏e好地與不同的安裝空間匹配，從而有利地易化了根據(jù)本發(fā)明的電池單元到車輛中的安置，尤其是因為根據(jù)本發(fā)明的電池單元實現(xiàn)了，圍繞角落引導所述電池單元。
[0009]所述電池單元的外罩有利地由柔性的電絕緣的塑料構(gòu)造。尤其規(guī)定，所述外罩的材料彈性復位地構(gòu)造。尤其將導電線或者導電帶設計為具有至少一個柔性構(gòu)造的區(qū)段的單池連接裝置。尤其規(guī)定，所述外罩貼靠在所述電池單池上。
[0010]尤其將次級電池單池，也就是說能夠充電的蓄電池單池設計為電池單池，尤其優(yōu)選地將鋰離子單池設計為電池單池。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一種有利的設計方案規(guī)定了，所述單池連接裝置具有至少一個標準彎曲部位作為至少一個柔性的區(qū)段。尤其規(guī)定，所述單池連接裝置構(gòu)造為金屬的導電的條帶(例如銅、鋁、鎳或者鐵材料以及其合金)，所述條帶具有至少一個這樣的標準彎曲部位。所述單池連接裝置能夠圍繞所述標準彎曲部位有利地鉸鏈狀地擺動。通過所述標準彎曲部位的數(shù)目以及所述標準彎曲部位在所述單池連接裝置上的布置，能夠有利地預先設定所述電池單元的可變形性。所述單池連接裝置優(yōu)選地連接至、優(yōu)選地焊接至所述電池單池的電極，所述單池連接裝置將所述電池單池相互可導電地連接。所述單池連接裝置實現(xiàn)了，有利地將通過所述單池連接裝置而相互連接的電池單池相互相對地進行移動，尤其如此地，即將兩個依次連接的電池單池的角度進行改變。
[0012]按照根據(jù)本發(fā)明的電池單元的一種優(yōu)選的設計方案所述，外罩是軟管狀構(gòu)造的。尤其，將柔性的塑料罩軟管設計為外罩。在此，所述外罩的軟管狀的構(gòu)造易化了所述電池單元的可變形性并且有利地改善了所述電池單元在緊湊彎曲的安裝空間中的布置。此外，能夠?qū)⒏鶕?jù)本發(fā)明所構(gòu)造的電池單元進一步優(yōu)化地如此布置在車輛中，從而能夠獲得更好的重量分布。
[0013]按照根據(jù)本發(fā)明的電池單元的另一種特別優(yōu)選的設計方案，所述電池單池構(gòu)造為圓形單池，其中第一電極和第二電極分別布置在所述圓形單池的相互對置的端部上。尤其對于所述外罩的軟管狀的結(jié)構(gòu)來說，在此有利地簡化了所述電池單池到所述外罩中的裝入。
[0014]按照根據(jù)本發(fā)明的電池單元的另一種尤其優(yōu)選的設計方案規(guī)定，所述電池單池均是單個依次連接的。由此有利地進一步改進了所述電池單元的可變形性。尤其能夠規(guī)定，所述外罩具有分支，其中每個分支是軟管狀構(gòu)造的，并且在每個分支中均設置有電池單池。由此，能夠有利地進一步改進地使用緊湊的安裝空間，以及能夠使得車輛中的電池單元的重量有利地更好地分布，這有利地對車輛的行駛性能的改進作出貢獻。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的電池單元的另一種尤其優(yōu)選的設計方案規(guī)定，所述外罩具有至少一個冷卻劑通道。在此，所述冷卻劑通道優(yōu)選地裝入所述外罩中。通過所述冷卻劑通道有利地提供了所述電池單池的恒溫，從而所述電池單池能夠有利地在優(yōu)化的溫度范圍中工作。由此，有利地延長了電池壽命并且進一步改進了所述電池單池的安全的運行。尤其，當電池單池單個接續(xù)地裝入所述外罩中時，那么有利地實現(xiàn)了所述電池單池的尤其較好的恒溫，因為每個電池單池與至少一個冷卻劑通道有利地熱接觸。
[0016]尤其規(guī)定，構(gòu)造了所述外罩或者說所述外罩的至少一個冷卻劑通道，以便連接至冷卻系統(tǒng)。尤其將液態(tài)的冷卻劑、優(yōu)選水-乙二醇-混合物或者冷凍劑、例如冷凍劑R1234yf設計為所述冷卻劑。在此，一方面規(guī)定，在較高的環(huán)境溫度中，能夠借助于流經(jīng)至少一個冷卻劑通道的冷卻劑將所述電池單池進行冷卻。另一方面規(guī)定，尤其在較低的環(huán)境溫度的情況下，能夠通過一種流經(jīng)至少一個冷卻劑通道的冷卻劑將布置在所述外罩中的電池單池進行暖化。
[0017]作為根據(jù)本發(fā)明的電池單元的其它有利的設計類型規(guī)定，所述外罩具有恒溫裝置、尤其加熱螺旋管，其中借助于所述加熱螺旋管，在較低的環(huán)境溫度中，通過相應的流經(jīng)所述加熱螺旋管的電流流動而實現(xiàn)所述電池單池的暖化。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一種尤其優(yōu)選的設計方案，所述外罩具有至少兩個沿著所述外罩的縱向延伸方向走向的部段，所述部段有利地構(gòu)造為冷卻劑通道，其中至少第一冷卻劑通道構(gòu)造為冷卻劑入流引道并且至少第二冷卻劑通道構(gòu)造為冷卻劑回流引道。由此有利地進一步改進了所述電池單池的均勻的恒溫化。
[0019]本發(fā)明的另一種尤其優(yōu)選的設計方案規(guī)定，所述外罩具有內(nèi)壁和外壁，其中所述內(nèi)壁比所述外壁如此地具有更高的彈性，從而所述內(nèi)壁通過在所述壁之間流動的冷卻劑的壓力而向著所述電池單池進行擠壓。由此有利地進一步改進所述電池單池與至少一個冷卻劑通道的熱接觸。由此有利地還更好地穩(wěn)定了所述外罩內(nèi)的電池單池。
[0020]按照根據(jù)本發(fā)明的電池單元的另一種尤其優(yōu)選的設計方案所述，所述外罩具有多個結(jié)構(gòu)空間、優(yōu)選是軟管狀構(gòu)造的結(jié)構(gòu)空間，其中所述電池單池布置在所述結(jié)構(gòu)空間中。在此，所述單個的電池單池優(yōu)選是單個依次連接。也就是說，在這種設計方案中，單個的電池單池不是在側(cè)面進行接觸。尤其規(guī)定，在此，所述電池單池是圓形單池。有利地，在這種設計方案中，在即便布置了臨近的多個電池單池的情況下，也進一步改善了所述電池單元的可變形性。對這種設計方案來說，優(yōu)選地，在所述結(jié)構(gòu)空間之間至少布置了用于恒溫化所述電池單池的至少一個冷卻劑通道。此外尤其規(guī)定，根據(jù)本發(fā)明的電池單元的外罩具有用于所述電池單元的進一步改進的可變形性的空腔。
[0021]本發(fā)明的另一種尤其優(yōu)選的設計方案規(guī)定了，所述外罩包括至少一條可導電的線路，所述線路優(yōu)選地集成到所述外罩中。尤其規(guī)定，通過至少一個可導電的線路實現(xiàn)所述電池單池的接觸，尤其是為了將所述電池單池進一步進行相互連接并且/或者是為了獲取至少一個電池單池的至少一個工作參數(shù)、尤其例如電池單池電壓和/或電池單池溫度。因此，所述至少一個可導電的線路能夠尤其是所謂的傳感線路。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的電池單元的另一種尤其優(yōu)選的設計方案規(guī)定，分別在規(guī)定數(shù)目的電池單池之間布置了安全屏障。這樣的安全屏障有利地提供了在所述電池單池之間的可導電的連接，在所述電池單池之間布置了所述安全屏障，并且當應該會發(fā)生熱逸走(thermischen Durchgehen，英語:thermal runaway)時，所述安全屏障有利地構(gòu)造用于避免在這些電池單池之間的熱連鎖反應。在此尤其規(guī)定，所述安全屏障在其外側(cè)上分別包括一接觸面，所述接觸面通過至少一個可導電的連接元件而相互電連接，從而通過這些接觸面將經(jīng)由這些安全屏障而間隔的電池單池電接觸。在所述接觸面之間有利地裝入了較差或者僅僅微少導熱的填充材料。此外有利地，所述填充材料構(gòu)造為溫度吸收物、優(yōu)選是關(guān)于所謂的相變材料(pcm)。所述電連接能夠優(yōu)選地貫通所述填充材料和/或圍繞所述填充材料地實現(xiàn)，尤其是作為所述安全屏障的金屬性的包層或者作為所述安全屏障的金屬性的外表面。按照另一種尤其優(yōu)選的設計方案，至少一個可導電的連接元件構(gòu)造為電流中斷機構(gòu)(CID:Current Interrupt Device)，尤其構(gòu)造為恪絲保險。
[0023]此外，為了解決開頭提到的任務，本發(fā)明提出了一種具有多個相互電連接的電池單元的電池模塊，其中所述電池單元構(gòu)造為根據(jù)本發(fā)明的電池單元。尤其規(guī)定，所述電池單元構(gòu)造用于提供對于混合動力車輛、插電式混合動力車輛或者電動車輛而必要的電能。尤其規(guī)定，所述電池模塊包括用于調(diào)節(jié)和/或監(jiān)控單個的電池單元的工作的電池管理系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0024]結(jié)合在附圖中所示出的實施例，具體闡釋本發(fā)明的其它有利的具體情況、特征和設計方案細節(jié)。其中:
圖1是用于根據(jù)本發(fā)明的電池單元的一種實施例的側(cè)視圖的剖面的示意圖；
圖2是用于根據(jù)本發(fā)明的電池