具有棱柱形或圓柱形的殼體的蓄電池單池、蓄電池模塊以及機(jī)動(dòng)車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有棱柱形或圓柱形的殼體的蓄電池單池，優(yōu)選是鋰離子蓄電池單池、蓄電池模塊以及機(jī)動(dòng)車。
【背景技術(shù)】
[0002]混合動(dòng)力車輛(HEV)和電動(dòng)車輛(EV)優(yōu)選地將鋰離子蓄電池系統(tǒng)作為牽引蓄電池使用，原因是其相當(dāng)高的單位能量密度、低的自放電和不存在記憶效應(yīng)。
[0003 ]為實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行所要求的功率和能量數(shù)據(jù)，將大量的其電壓各自僅為約4V的單個(gè)蓄電池單池串聯(lián)或并聯(lián)，從而一個(gè)蓄電池組的總電壓能夠超過450V。
[0004]蓄電池單池通常是棱柱形的、圓柱形的或所謂的袋裝的二次電池(也稱為咖啡袋單池)。
[0005]按照現(xiàn)有技術(shù)常見的棱柱形蓄電池單池在圖1中示出。單池10具有長(zhǎng)方形的或棱柱形的殼體11，在該殼體的一面上具有兩個(gè)接線端子12、13以及一個(gè)排氣開口 14。殼體11的內(nèi)腔內(nèi)設(shè)置蓄電池單池常見的組成部分一一在此未示出。
[0006]多個(gè)蓄電池單池構(gòu)成蓄電池通常按照分級(jí)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行，其中首先將多個(gè)蓄電池單池組成一個(gè)模塊并且將兩個(gè)或多個(gè)模塊構(gòu)成一個(gè)子單元。兩個(gè)或多個(gè)子單元再構(gòu)成蓄電池(蓄電池組)，其中，兩個(gè)或多個(gè)模塊也能夠構(gòu)成蓄電池(蓄電池組)。
[0007]單池與單池連接器的布線是耗費(fèi)的。此外，單池連接器機(jī)械上必須牢固、耐腐蝕、傳導(dǎo)性好和有彈性，因?yàn)閱纬卦诔潆姾头烹姇r(shí)機(jī)械上會(huì)膨脹或收縮。通常單池、模塊和子單元的觸點(diǎn)連接通過螺栓或通過焊接產(chǎn)生。借助鉚焊或快速連接件的連接也是公知的。這些連接包含復(fù)雜和高成本的加工過程。
[0008]為避免使用單池連接器，DE 10 2009 011 524 Al公開的蓄電池是，在棱柱形單池的窄面上如此設(shè)置電流導(dǎo)體，使得這些單池通過單池的堆疊就已經(jīng)相互串聯(lián)連接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]依據(jù)本發(fā)明提供一種蓄電池單池、優(yōu)選是鋰離子蓄電池單池，其具有棱柱形或圓柱形的殼體，其中，殼體的兩個(gè)相對(duì)的面中的一面完全或部分處于陰極電位上，并且殼體的兩個(gè)相對(duì)的面的第二面完全或部分處于陽極電位上，以及兩個(gè)面中的一個(gè)具有從平面中完全或部分凸起的環(huán)繞邊緣，而相對(duì)的面則具有相對(duì)于平面完全或部分收縮的環(huán)繞邊緣。
[0010]蓄電池單池在本發(fā)明的框架內(nèi)是指可反復(fù)充電的蓄能池單池(二次電池)。
[0011]從平面上凸起的邊緣與相對(duì)面上的邊緣相對(duì)應(yīng)地構(gòu)造，從而這些邊緣在堆疊至少兩個(gè)蓄電池單池時(shí)，類似于樂高積木(Legostein)交錯(cuò)嵌接并將蓄電池單池相互固定在其位置上。
[0012]蓄電池單池的布線因此簡(jiǎn)單地通過堆疊蓄電池單池進(jìn)行，因?yàn)樵谶@種情況下陽極電位或陰極電位上的相應(yīng)平面相互進(jìn)行接觸。
[0013]在此，如此設(shè)定凸起和收縮的邊緣的尺寸，使兩個(gè)蓄電池單池之間產(chǎn)生夾緊連接。
[0014]凸起的邊緣依據(jù)本發(fā)明不必環(huán)繞凸起。該邊緣也能夠中斷和例如在棱柱形的單池上僅設(shè)置在角區(qū)內(nèi)。收縮的邊緣相應(yīng)地僅在分段內(nèi)如此成型，而部分凸起的邊緣無問題地可與完全收縮的邊緣相結(jié)合。
[0015]有利地，利用依據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的蓄電池單池，在多個(gè)蓄電池單池的串聯(lián)布線時(shí)能夠避免使用單池連接器，從而通過減少無源材料此外提高單池的能量密度。
[0016]此外，通過依據(jù)本發(fā)明的蓄電池單池減少了安裝費(fèi)用，從而亦如通過減少部件那樣，能夠取得成本下降。
[0017]殼體處于不同電位上的部分通過例如塑料件形式的絕緣體或以其他方式彼此電隔離。
[0018]優(yōu)選地，作為具有不同電位的相對(duì)的面選取具有最大面積的平面，以便獲得盡可能節(jié)省空間的單池堆疊。
[0019]殼體的處于陽極電位或陰極電位上的區(qū)域構(gòu)成接線端子并分別處于所謂的邊緣之間并且具有盡可能大的面積，以便使接觸電阻最小化。但這些區(qū)域不必具有相同的尺寸。
[0020]優(yōu)選地，接線端子凸出地構(gòu)成，以便能夠使其形成良好的觸點(diǎn)接通。在蓄電池單池排列成行時(shí)，優(yōu)選在單池之間設(shè)置用于優(yōu)化觸點(diǎn)接通的介質(zhì)，如接觸墊、接觸膏或軟金屬膜。
[0021]為接合形成蓄電池模塊的至少兩個(gè)蓄電池單池的單池堆疊，按照本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式，在第一和最后的蓄電池單池上設(shè)置轉(zhuǎn)接件，其可與至少另一個(gè)蓄電池模塊觸點(diǎn)接通。
[0022]這些轉(zhuǎn)接件可與如依據(jù)本發(fā)明的蓄電池單池不同地構(gòu)成，使外置的接線端子被構(gòu)造用于與常用的連接器相連接。
[0023]這也是可能的，轉(zhuǎn)接件具有帶有一個(gè)凸起邊緣或一個(gè)收縮邊緣的兩個(gè)平面，其中，這些平面并排設(shè)置并處于相同的電位上。因此并排設(shè)置的蓄電池單池堆疊能夠通過在一面上使用一個(gè)轉(zhuǎn)接器而相互布線。
[0024]此外，優(yōu)選地為每個(gè)電壓平面設(shè)置用于電壓測(cè)量的分接點(diǎn)。這表示，例如通過中斷的邊緣或單獨(dú)的通道引導(dǎo)的電觸點(diǎn)為電壓測(cè)量與模塊控制器相連接。
[0025]在單池殼體的平面的一部分上也能夠安裝溫度傳感器，該部分通過兩個(gè)相鄰的蓄電池單池進(jìn)行封裝。這些溫度傳感器的觸點(diǎn)接通以與前面介紹的電壓測(cè)量相同的方式進(jìn)行。
[0026]為了以至少兩個(gè)蓄電池單池的形式構(gòu)成一個(gè)同樣要求的蓄電池模塊，通常將多個(gè)蓄電池單池相互夾緊，以阻止蓄電池單池膨脹。在此，依據(jù)本發(fā)明將轉(zhuǎn)接件作為壓緊板使用，這些壓緊板優(yōu)選設(shè)置在單池板疊的兩個(gè)末端上。
[0027]本發(fā)明顯著地簡(jiǎn)化了將多個(gè)單池組合成多個(gè)模塊和/或蓄電池組，其中，具有優(yōu)點(diǎn)的是單個(gè)更換損壞的單池，從而與不可松開連接的結(jié)構(gòu)相比明顯節(jié)約成本，因?yàn)樵谶@種結(jié)構(gòu)中始終必須更換整個(gè)模塊。
[0028]通過蓄電池單池或蓄電池單池的殼體的這種依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)成，由于取消了復(fù)雜的連接技術(shù)和生產(chǎn)過程，如單池連接器的單個(gè)螺栓連接或單池連接器的焊接，與迄今為止所公開的連接方法相比，明顯提高了機(jī)械穩(wěn)定性以及單池之間更小的接觸電阻。通過從單池到單池的過渡上更小的損耗功率和與此相關(guān)更小的放熱，與現(xiàn)有技術(shù)的模塊相比，依據(jù)本發(fā)明的蓄電池模塊能夠達(dá)到更高的功率。
[0029]有利地，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)類型的蓄電池模塊相比觸點(diǎn)損耗的危險(xiǎn)大大降低，從而在使用依據(jù)本發(fā)明的蓄電池單池情況下安全性大大提高。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)類型斷開的或松開的單池連接器例如會(huì)造成具有所有公知不利后果的電弧形成。
[0030]到目前的實(shí)施方式同時(shí)涉及蓄電池單池和蓄電池模塊。
[0031]通常在蓄電池單池中設(shè)置對(duì)于說明本發(fā)明并不重要的部件，在此沒有詳細(xì)列舉。
[0032]依據(jù)本發(fā)明的蓄電池單池和相應(yīng)的蓄電池模塊能夠在機(jī)動(dòng)車的所有牽引蓄電池系統(tǒng)、尤其是在鋰蓄電池系統(tǒng)中使用。在電網(wǎng)/電源網(wǎng)絡(luò)的蓄能器中的同樣能夠應(yīng)用。
[0033]本發(fā)明的主題此外是機(jī)動(dòng)車，具有用于驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車的電驅(qū)動(dòng)電機(jī)和與電驅(qū)動(dòng)電機(jī)已連接或能夠連接的蓄電池，該蓄電池具有依據(jù)本發(fā)明的蓄電池單池或模塊。
[0034]本發(fā)明的有利的改進(jìn)在從屬權(quán)利要求中給出并在說明書中說明。
【附圖說明】
[0035]借助附圖和后面的說明書詳細(xì)介紹本發(fā)明的實(shí)施例。其中:
[0036]圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的蓄電池單池的視圖；以及
[0037]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的蓄電池單池的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]在圖2中不出的依據(jù)本發(fā)明的蓄電池單池10在殼體11的一面15和相對(duì)面16上各設(shè)置一個(gè)凸起構(gòu)成的接線端子12、13。
[0039]面15具有從平面凸起的環(huán)繞邊緣17，而相對(duì)面16則具有相對(duì)于該平面收縮的環(huán)繞邊緣18。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種蓄電池單池，具有棱柱形或圓柱形的殼體(11)，其特征在于， 所述殼體(11)的兩個(gè)相對(duì)的面(15、16)中的一面(16)完全或部分地處于陰極電位上，并且所述殼體(11)的所述兩個(gè)相對(duì)的面(15、16)中的第二面(15)完全或部分地處于陽極電位上，并且兩個(gè)面(15、16)中的一個(gè)面具有從平面處完全或部分伸出的環(huán)繞的邊緣(17)，而相對(duì)的面(16)則具有相對(duì)于平面完全或部分收縮的環(huán)繞的邊緣(18)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池單池，其中，所述殼體(11)的處于不同電位上的部分通過絕緣體彼此隔開。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蓄電池單池，其中，所述蓄電池單池(10)是鋰離子蓄電池單池。4.一種蓄電池模塊，具有多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的蓄電池單池(10)，多個(gè)蓄電池單池構(gòu)成蓄電池單池堆疊。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蓄電池模塊，其中，所述多個(gè)蓄電池單池(10)之間設(shè)置用于優(yōu)化接觸的介質(zhì)。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的蓄電池模塊，其中，在所述蓄電池單池堆疊的兩個(gè)端部上、分別在最后的蓄電池單池(10)上設(shè)置轉(zhuǎn)接件，所述轉(zhuǎn)接件具有用于與至少另一個(gè)蓄電池模塊連接的觸點(diǎn)。7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的蓄電池模塊，其中，至少一個(gè)電觸點(diǎn)和/或至少一個(gè)溫度傳感器安裝在所述殼體(11)的平面的部分上，所述部分通過兩個(gè)相鄰的蓄電池單池(10)進(jìn)行封裝。8.—種機(jī)動(dòng)車，具有用于驅(qū)動(dòng)所述機(jī)動(dòng)車的電驅(qū)動(dòng)電機(jī)和與所述電驅(qū)動(dòng)電機(jī)已連接或能夠連接的蓄電池系統(tǒng)，所述蓄電池系統(tǒng)具有多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的蓄電池單池(10)或多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項(xiàng)所述的蓄電池模塊。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種蓄電池單池(10)，優(yōu)選是鋰離子蓄電池單池，具有一個(gè)棱柱形或圓柱形的殼體(11)，其中殼體(11)兩個(gè)相對(duì)面(15、16)的一面(15)完全或部分處于陰極電位上和殼體(11)兩個(gè)相對(duì)面(15、16)的第二面(16)完全或部分處于陽極電位上。此外，兩個(gè)面(15、16)的一個(gè)具有從平面中完全或部分凸起的環(huán)繞邊緣(17)，而相對(duì)的面(16)則具有相對(duì)于平面完全或部分拉入的環(huán)繞邊緣(18)。這些蓄電池單池(10)通過疊加能夠很容易地連接成蓄電池模塊，其中，復(fù)雜的連接技術(shù)和生產(chǎn)過程能夠得到避免。此外公開一種蓄電池模塊和具有驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和蓄電池系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)車。
【IPC分類】H01M2/10, H01M10/052, H01M2/20, H01M2/02
【公開號(hào)】CN105612630
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480039429
【發(fā)明人】F·斯蒂姆, M·斯泰爾, A·德爾, A·博世
【申請(qǐng)人】羅伯特·博世有限公司, 三星Sdi株式會(huì)社
【公開日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2014年5月22日
【公告號(hào)】DE102013213550A1, US20160172635, WO2015003847A1