CN102576834A - 电池组组件 - Google Patents

电池组组件 Download PDF

Info

Publication number
CN102576834A
CN102576834A CN2010800447369A CN201080044736A CN102576834A CN 102576834 A CN102576834 A CN 102576834A CN 2010800447369 A CN2010800447369 A CN 2010800447369A CN 201080044736 A CN201080044736 A CN 201080044736A CN 102576834 A CN102576834 A CN 102576834A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrochemical cell
fixed head
battery assembly
described battery
frame element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2010800447369A
Other languages
English (en)
Inventor
安德里斯·古奇
蒂姆·谢弗
安德里亚斯·福克斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LI TEC VERMOEGENSVERWALTUNGS GmbH
Li Tec Battery GmbH
Original Assignee
LI TEC VERMOEGENSVERWALTUNGS GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LI TEC VERMOEGENSVERWALTUNGS GmbH filed Critical LI TEC VERMOEGENSVERWALTUNGS GmbH
Publication of CN102576834A publication Critical patent/CN102576834A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0445—Multimode batteries, e.g. containing auxiliary cells or electrodes switchable in parallel or series connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0481—Compression means other than compression means for stacks of electrodes and separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H01M10/6555—Rods or plates arranged between the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/66—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
    • H01M10/663—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells the system being an air-conditioner or an engine
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H01M50/264—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks for cells or batteries, e.g. straps, tie rods or peripheral frames
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/291—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by their shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/578—Devices or arrangements for the interruption of current in response to pressure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/42—Grouping of primary cells into batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)

Abstract

一种电池组组件(1)，所述电池组组件(1)包括位于固定装置(3)中的至少一个电化学电池(2)，特别是平板电池组电池，其中所述固定装置(3)包括至少一个固定板(4)，所述固定板(4)至少间接地与所述电化学电池(2)相连，其中所述电化学电池(2)的表面(5)和所述固定板(4)之间存在限定的表面压力。

Description

电池组组件
描述
本发明涉及包括至少一个电化学电池的电池组组件。
EP 1701404A1示出包括多个电池单元的电池组组件。在各电池单元之间具有阻挡层，其可具有横梁或冷却通道。电池单元和阻挡层的布置借助拉杆来支撑。
DE 102007001590A1公开了一种用于机动车的具有多个平板电池的电能存储装置，所述平板电池具有两个实质上平坦的表面。所述平板电池互相堆叠排列。在每两个相邻的平板电池之间设置一个冷却板。平板电池和冷却板在预应力的作用下被固定。
WO 2005/008825A2公开了一种用于由多个电化学电池组成的堆栈的固定装置。在所施加的已知机械预应力的作用下将电池单元组合为堆栈，其中所施加的力为均匀的表面压力。
DE 10323883A1公开了一种电化学电池组，其中在两个极板之间设有电解液-电极-单元。在两个电解液-电极-单元之间设有压力垫片。
WO 93/22124A1公开了一种用于容纳电池组的容器，所述容器由强化玻璃纤维材料制成。
因此本发明的目的和任务在于，制造一种改良的电池组组件。本发明的目的和任务根据权利要求1中所述的电池组组件实现。
电池组组件包括至少一个，即一个或多个电化学电池，所述电化学电池可以特别构成为平板电池组电池。电化学电池位于固定装置中，其中固定装置包括至少一个固定板，固定板至少间接地与电化学电池相连，其中电化学电池表面和固定板表面之间存在已定义的表面压力。
根据本发明，电化学电池被理解为一种包括至少一个电极堆栈的装置。并且，电化学电池具有外壳，所述外壳将电极堆栈相对于电化学电池周围实质上气密地和液密地密封。通常至少具有一个由外壳向外延伸的导电体。
根据本发明，电极堆栈被理解为作为原电池组件的一种装置，其也作为存贮化学能并释放出电能的一种装置。在释放电能前，存储的化学能被转变为电能。在充电过程中，电极堆栈或者说原电池提供的电能被转变为化学能并被存储。此外，电极堆栈包括多层，即包括至少一个正极层、一个负极层和一个分离层。上述各层被相叠地布置或者说堆叠，其中分离层至少部分地位于正极层和负极层之间。优选地，所述各层的顺序在电极堆栈内多次重复。优选地，几个电极互相地特别地电连接，特别是并联。优选地，所述各层被线缠绕成为电极绕组。因此接下来“电极堆栈”也可理解为电极绕组。
根据本发明，固定装置被理解为可至少暂时地固定至少一个电化学电池的装置。优选地，固定装置可以同时固定多个电化学电池和/或可以防止所述电化学电池偶然的位移。
此外，固定板被特别理解为具有至少部分实质上均匀形成的表面的组件，所述表面被设计为可相连于至少一个电化学电池。所述实质上均匀形成的表面，优选地被设计为电化学电池的最大接触面的形式，其中电化学电池可优选地实质上地被均匀构成，并可完全地与所述表面相连。
此外，所定义的表面压力被特别理解为，固定板和电化学电池彼此相邻的各表面为已知的表面，和/或利用优选的可调力的产生手段(Krafterzeugungsmittel)互相施加的压力。此压力负载可以传输到电池组组件的其它组件。所述压力负载可以通过单独的夹具来施加。所述夹具可以由柔韧的或部分柔韧的材料制成。所述材料可以导热。所述夹具可以由橡胶制成。所述夹具可被制为带状物(Gurten)。此外，所述压力负载还可以通过在力的作用下改变自身形状的弹性元件产生。
在考虑静摩擦系数的情况下，通过电化学电池和固定板之间的所定义的表面压力可以实现已知的电化学电池的支撑作用，甚至在平行于各自的接触面的方向。就此可以产生电化学电池和固定板之间的以力配合的方式的连接。在以力配合的方式连接时，仅通过附着力而保证两个组件附着在一起。在这种情况下，在组件之间传输的力同时也切向传送到这两个组件的接触表面。此外电化学电池的活动优选地直接传输到固定板上，由此减少或避免电化学电池的振动。优选地，由此实现坚固地夹紧一对固定板间的电化学电池。同时，电化学电池无须强制便可直接与一个或两个固定板相连。并且，这样也可使固定板中的至少一个与电化学电池间接地相连得以满足。特别地，当在固定板和电化学电池之间设置有其它的电化学电池或弹性层时，固定板和电化学电池之间间接的相连也可被实现。通过表面压力可以基本上减轻由电化学电池和固定装置之间力的传输造成的对其它区域的负担。这样可以减轻或完全地释放由于力的传输造成的特别是对两个外壳部分之间密封部分的临界区域的负担。当电化学电池的最大接触面完整地与固定板相连或仅与固定板的某一特别大的部分相连时，可以减少或避免电化学电池的弯曲。电化学电池特别可以通过固定装置停止地安置。其优选地意味着，在电池组组件的不同部分之间，特别是在固定板和电化学电池之间，没有发生相对的运动。由此在相连固定板时通过电化学电池的弹性形变和/或固定板的弹性形变产生的电化学电池的已知运动不受此影响。此外，由此不受影响的电化学电池的运动，是通过固定板的轴向下陷特别是根据固定板堆叠方向的轴向下陷产生的。
优选地，固定装置包括至少一个框架元件，其中固定板中的一个与框架元件中的一个牢固的连接。并且固定板优选地与相应的框架元件直接连接。即，特别地，固定板不是仅仅间接地、以力配合的方式通过电化学电池与相应的框架元件连接。优选地，所有固定板还可以牢固地与框架元件连接。
根据本发明，框架元件应被理解为每个结构装置，其适于或有助于稳定电化学电池机械的对环境的影响并且在生产电池时可与电池的包装牢固的连接。如上所述，框架元件优选地为实质上的框型装置的构件，其作用实质上是，给予电化学电池机械稳定性。框架元件可以是电池组壳体或至少为电池组壳体的一部分。
一个或多个固定板可以与一个或多个框架元件中的每个可分的(loesbar)连接。同时固定板优选地与一个或多个框架元件拧紧。此外两个框架元件之间的固定板可被夹紧。而且两个框架元件可以借助螺旋工具彼此夹紧。
可选地或结合上述内容，一个或多个固定板可以以材料决定的方式结合到框架元件中的每一个或与框架元件中的每一个形成整体。此外，以材料决定的方式结合是指两个组件的连接，其通过原子力或分子力被聚合。此种以材料决定的方式结合可以特别地通过粘合或焊接实现。形成整体地连接是指固定板和框架元件整块地构成。
可选地或结合上述内容，至少固定板中的一个可位于至少一个框架元件的凹槽中。当框架元件为环状框架元件时，所述环状框架元件特别为圈形的围绕电化学电池所设置，所述凹槽可被设计为环状凹槽。特别地，当互相放置的框架元件一起构成环状框架元件时，环状凹槽还可以设置在多个互相放置的框架元件上。同时固定板可以优选地以力配合的方式和/或结合形状地位于凹槽中。
优选地，通过上面提到的方式将固定板固定在框架元件上，可使固定板相对于框架元件牢固地夹紧。此外，牢固地夹紧特别是指，作用在固定板上的力和力矩，可以在框架元件上完全的传递。然而在所述的情况下，由于将多个电化学电池和固定板一个接一个的夹紧，通过每个相连的电化学电池和固定板还可以产生力的传递。就此而言，由于在电化学电池和固定板上力和力矩的出现，所述电池组组件统计上地由多种因素确定(ueberbestimmt)。
可选地或结合上述内容，框架元件中的一个也可以是固定框架。
固定板和电化学电池之间的表面压力优选地被如此确定，即电化学电池可以以力配合的方式夹紧在至少一个固定板上。此外优选地，电化学电池中的一个以力配合的方式夹紧在两个固定板间。这意味着，在每个电化学电池上的每个固定板间还可以具有其它的组件。就此而言，以上说法还意味着，还可存在仅为两个固定板和位于两个固定板间的电化学电池之间的间接联系。优选地，电化学电池仅以力配合的方式夹紧在两个固定板之间。此外“仅以力配合的方式”这种说法是指，可以引起电化学电池和固定板之间平行于接触面地相对运动的所有的力，通过静摩擦或者滑动摩擦向固定板传递。由此不受影响的是，基于过量的外部作用力或增加的振动引起细微的运动。同样由此不受影响的是，通过电化学电池和其它组件的其它连接位置可以产生从电化学电池到组件的已知的力传递。这些例如通过导电体与接线元件的电触点接通成为可能。
优选地，在电化学电池中的一个和固定板中的一个之间设置单独的弹性层。所述弹性层优选地具有适合于电化学电池的最大接触面的膨胀。就此而言，电化学电池的最大接触面与单独的弹性层完全地相连。特别地示出单独的弹性层的特点，即所述单独的弹性层在作用力的作用下可以改变其形态，特别是改变其截面的密度(Querschnittsdicke)。借此，所述单独的弹性层可以重新朝变形的方向施加力，以至于所述单独的弹性层甚至重新发出预应力。因此所述单独的弹性层可以用于形成预应力。此外，所述单独的弹性层还可用于调节形变。特别地，所述单独的弹性层使电化学电池能够膨胀，其特别通过在电化学电池外壳内部加热或压力上升来实现。
此外优选地，弹性层直接相连到电化学电池中的一个。通过将弹性层直接相连到电化学电池，弹性层可以使得电化学电池上的局部形变趋于稳定。因此特别地，弹性层的局部隆起可以趋于稳定，由此不会导致在电化学电池限定的位置上施加上升的压力。因此所述单独的弹性层可以作为压力阻尼元件，特别作为局部压力阻尼元件。
固定板优选地作为热传导板。同时所述热传导板优选地由具有优良的热传导性能的材料制成，特别是具有更高的热传导性能的非合金钢。就此而言，除了上面提到的对电化学电池的夹紧功能之外，固定板还可以具有传热功能，即将热量从电化学电池导出和/或将热量从电化学电池导入。热量可以从热传导板传导到框架元件或从框架元件传导到热传导板。此外，上述固定种类和所属的固定方式作为固定板和框架元件之间的热桥。
特别地，当每个电化学电池直接与固定板相连时，固定板的优点为但不限于还可作为导热元件。当固定板作为固定元件时，其功能具有以下优点，即可传递的力，特别是重力，直接地，也就是说没有绕道和由此避免非必须的通量，可直接传递到固定板。当固定板作为热传导板时，通过将电化学电池与固定板的直接相连，有利于上述元件之间良好的热传导功能的实现。
优选地，每个固定板与框架元件牢固地连接。所述牢固地连接可优选地利用上面所述的固定种类中的一种来实施。现在通过每个固定板与框架元件牢固地连接，处于电化学电池中的、与固定板相邻的或与固定板相连的特别是重力，由每个固定板直接向框架元件传导。通过从每个固定板到框架元件的直接传导力，所施加的预应力可被保持到很小，由此通常固定板和电化学电池之间所需的表面压力也可被保持到很小。
优选地固定板连接到热交换装置。此外热交换装置特别地为一种将热量或发热能量从一种物质传导到另一种物质的装置。一种物质，特别地为传导发热能量的、优选地为流体的物质，特别地为气流或液流。通过利用热交换装置可以改善电化学电池的冷却效果或加热效果。此外可通过从电化学电池导出发热能量或向电化学电池导入发热能量来应用于运输工具中的加热目的或冷却目的。
进一步基于已经阐述的构成方法和/或另外的构成方法构造电池组组件，即电化学电池的空间膨胀是可能的，特别是沿堆叠方向的空间膨胀是可能的。此外堆叠方向通过电化学电池、固定板和可能的弹性层的空间布局被定义，并且沿所有上述组件横向地移动。此外空间的膨胀可以优选地由基于在电化学电池内部的温度改变和/或压力改变而引起。
此外电池组组件优选地构成为，当存在电化学电池限定的膨胀时，实现至少一个电化学电池限定的破坏。然后，当在电化学电池内部具有确定的温度，即破裂温度，和/或确定的内部压力，即破裂压力时，可以特别地存在电化学电池限定的膨胀。当具有破裂压力和/或破裂温度的破裂条件时，可以由此假设存在电化学电池的破坏，其可使电化学电池燃烧或可导致电化学电池的爆炸。在这样的情况下优选的是，当电化学电池的外壳特别是在预期的断口处目标明确地被破坏时，使得电化学电池内部与外界的特别是气体交换的物质交换成为可能，特别地实现压力平衡和/或温度平衡。因此可特别地设置切割工具，其在限定的膨胀时，可与电化学电池的外壳相连，并使其外壳因此被破坏。可替代地，外壳的某个位置被目标明确地减弱，特别是借助至少一个暗示的穿孔，当存在断裂条件时所述穿孔可裂开。
在优选的实施例中，在限定的膨胀下，电化学电池的导电体被拉伸受力，导致电化学电池的密封特别地在导电体引线的区域被破坏。其中导电体优选地与连接元件牢固地相连，其优选地至少间接地与固定装置牢固地相连。当电化学电池膨胀时，引起从电化学电池的导电体引线到连接元件导电体的固定点之间的相对位置改变，其可以拉伸导电体的负荷。这些被拉伸的负荷可以重新支撑在密封位置，导电体在密封位置突出穿过外壳。因为密封位置优选地不能经受所述负荷，外壳可以在所述位置被破坏，其导致在所述位置外壳被打开，并导致电化学电池内部和外界重新进行物质交换。
本发明进一步的优点、特征以及可能的实施方式结合附图在以下内容中被示出，其中：
图1图解地示出第一个实施方式中的电池组组件的侧面图；
图2示出电化学电池的细节
a)正常膨胀的情况，
b)过度膨胀的情况；
图3图解地示出第二个实施方式中的电池组组件的侧面图。
图1示出根据本发明的第一个实施方式的电池组组件1。电池组组件包括多个电化学电池2，示例性地示出四个电化学电池2。此外电池组组件1包括其它未示出的电化学电池。各电化学电池2又包括未示出的电极堆栈，电极堆栈设置在电化学电池2的外壳11内。此外各电化学电池2包括两个导电体12，其从外壳11出来在密封区域14内延伸。电化学电池的两个导电体12设置在不同的投影面内。
电化学电池的各导电体12与相邻设置的电化学电池2的导电体12连接。最外面的电化学电池2的导电体12与连接元件13电导通地连接。同样，未示出的末端设置的电化学电池的其它导电体与未示出的连接元件电导通地连接。此外，在电池组组件1内的电化学电池2彼此顺序连接。基本上还可以考虑电化学电池的其它布线的可能性，特别是并联。
电化学电池2构成为平板电池组电池。其中每个电化学电池2实质上是棱柱形的，其具有长方形的底面。就此而言电化学电池2可被设计为正方形。其中电化学电池包括长度和宽度，其是电化学电池2的横截面厚度的几倍大。由此产生实质上2倍大小的电化学电池的侧面积，每个电化学电池在最大的侧面积中的一个形成表面5。
与表面5相连的或者为固定板4或者为弹性层9。电化学电池2、固定板4以及弹性层9中的每个彼此间隔的显示在图1中。不过这些示出的间隔只是用于更好地描述和所示组件绘图的界限。实际上，每个电化学电池2直接地与邻近的固定板4相连或者与邻近的弹性层9相连。同样地，不同的电化学电池的彼此相对的导电体12也是相互邻接的并且彼此电导通的连接。
在压力F的作用下，借助未示出的夹具，将沿着堆叠方向S彼此堆叠的电化学电池2、固定板4以及弹性层9连接。压力F贯穿全部连接。因此固定板4与电化学电池2的表面5在已知表面压力的作用下彼此毗邻。同样地，电化学电池2的表面5与弹性层9在已知表面压力的作用下彼此相连。就此而言，力被彼此相连的组件相互传递。考虑到静摩擦系数和滑动摩擦系数，特别是垂直于堆叠方向S的重力，也可被特别地从电化学电池2传递到固定板4上。其中，压力F被这样确定，即电化学电池完全地通过由表面压力合成的静摩擦作用在相连的组件上，并且所述连接不会垂直于堆叠方向S滑行。每个电化学电池2仅通过由表面压力合成的静摩擦作用在连接上，使得无需用于夹紧电化学电池2的其它步骤。特别清楚地是，即在密封区域14的范围内没有另外的夹具。也无需另外的作用于外壳11的两部分的焊接处的夹具。此外可以看出，每个电化学电池2直接地与固定板4相连，使得作用于表面5的电化学电池2的重力G直接以力配合的方式传递到相连的固定板4上。
固定板4进一步与每个固定框架7连接。固定框架7是环形组成部分，其环状围绕固定板4，并且至少部分包围两个相连的电化学电池2中的每个。此外固定板4位于环形凹槽8中。同时，固定框架7由两部分组成，并且包括两个未详细描述的U型框部件。首先，固定板4被插入框部件的凹槽8。随后，另一个框部件被套在固定板4上，使得固定板4也伸入此框部件的凹槽8中。随后所述两个框部件一起相互连接以形成固定框架7。就此而言，固定板4结合形状地夹紧在固定框架7的凹槽8中。固定框架7通过没有被进一步描述的固定工具(Befestgungsmittel)与电池组壳体6牢固地连接。电池组壳体6，固定板4以及固定框架7一起组成固定装置3。
固定板4被用作热传导板。为此，固定板4由包括优良热传导性能的材料组成。为此，适合作为该材料的特别地为铝或者镁，因为这些(材料)除了具有优良热传导性能之外，还具有极小的比重。此外，固定板可具有用于增大表面的肋拱。可选地或结合上述内容，固定板4还可以包括冷却剂管道。固定板4间接地连接到在图中仅示意性示出的热交换装置10。热交换装置10与冷却剂回路连接，冷却剂回路进一步连接到运输工具的冷却回路中，或作为运输工具冷却回路的组成部分。
电池组组件1的上述实施方式中，每个预装配单元15由两个固定板4、两个电化学电池2以及一个弹性层9组成。预装配单元15的堆叠顺序在堆叠方向S上如下所述：固定板4、电化学电池2、弹性层9、电化学电池2、固定板4。明显地，最外面的固定板4同时作为每个相邻的预装配单元15的组成部分。此外，弹性层9直接位于两个电化学电池2之间。因为电化学电池2又设置在两个固定板4之间，所以弹性层9不仅间接地设置于两个固定板4之间，还间接地设置于电化学电池2中的一个和固定板4中的一个之间。
此外，弹性层9可以允许电化学电池2特别是在堆叠方向S上的膨胀。同时弹性层9可以在作用力下改变其形式。在压缩过程中，即，当相邻设置的电化学电池的、与弹性层相邻的表面5彼此相对运动，并且因此减小了容纳弹性层9的空间时，使得增加了弹性层转而对电化学电池2加载的弹力。该弹力通过电化学电池2传播，并随后由固定板4支撑。进一步地，弹力通过预装配单元15继续传导，并随后由未示出的夹具支撑。就此而言，压力F通过弹性层9的弹性起作用，特别地被增大。
当电化学电池2的内部随之发生温度升高和/或压力增强时，电化学电池2特别地发生膨胀。当电化学电池2的内部达到破裂压力和/或破裂温度，电化学电池2可能会膨胀到在电化学电池2的预期的断口处发生所期望的破坏的程度。所述内容结合附图2将在下面进一步阐述。
附图2示例性地示出根据图1的电池组组件的电化学电池2。可以看出，电化学电池2的导电体12与固定元件16连接。固定元件16又与电池组组件1的固定装置3牢固地连接，从而相对于电池组壳体6定位的固定。此外，图2a)示出正常工作状态下的电化学电池2的状态，也就是说电化学电池2内部的温度和/或压力位于破裂温度或者破裂压力之下。导电体12以一角度定向，并且导电体在密封区域突出穿过外壳。
图2b)示出了当电化学电池2内部温度和/或压力已经达到或超过破裂温度或者破裂压力时，电化学电池2的状态。电化学电池2由于自身内部的高温和/或高压而膨胀。同时可以看出，现在相对于固定元件16，密封位置14发生相对的位移。因为导电体12首先与密封区域14并与固定元件16牢固地连接，因此，导电体被拉伸受力。这使导电体12夹角变平。另外还在导电体12在密封区域14突出穿过外壳11的区域引起弯曲应力。所述弯曲应力引起密封区域14的扩张，在一定程度上，其在密封区域14引起密封至少部分地破损。由于在密封区域14发生的密封的破损，外壳11不再密封，并且电化学电池2内部的材料可能向外露出。因此可实现温度和/或压力的降低。在此导电体12和密封区域14共同作为预定的断点。
图3示出依据本发明的电池组组件1的第二个实施方式。依据图3的电池组组件1基本上与依据图1的电池组组件1一致。介于此，下面将只涉及与依据图1的电池组组件的不同之处。
相对于依据图1的电池组组件，电化学电池2、固定板4和弹性层9的堆叠顺序发生了根本的变化。可以看到，现在在弹性层9和毗邻的各电化学电池2之间也设有固定板4。这样，每个电化学电池2和每个弹性层9都被固定板4的两面环绕，从而每个都直接地与两个固定板4相连。这样布置的好处在于，当固定板4还同时设置为热传导元件时，电化学电池2的散热可以变得简单。
为了有利于将电化学电池的膨胀传递给弹性层9，电池组壳体固定板4在堆叠方向S上至少在轻微的范围内相对于电池组壳体6在电化学电池2和弹性层9之间可移动地固定。
附图标记
1.电池组组件
2.电化学电池
3.固定装置
4.固定板
5.表面
6.电池组壳体
7.固定框架
8.凹槽
9.弹性层
10.热交换装置
11.外壳
12.导电体
13.连接元件
14.密封区域
15.预装配单元
16.固定元件
F  压力
G  重力
Z  拉伸力
S  堆叠方向

Claims (17)

1.一种电池组组件(1)，所述电池组组件(1)包括位于固定装置(3)中的至少一个电化学电池(2)，特别是平板电池组电池，其中所述固定装置(3)包括至少一个固定板(4)，所述固定板(4)至少间接地与所述电化学电池(2)相连，其中所述电化学电池(2)的表面(5)和所述固定板(4)之间存在限定的表面压力。
2.如权利要求1所述的电池组组件，
其特征在于，
所述固定装置(3)包括至少一个框架元件(6，7)，其中所述固定板(4)中的一个至少间接地与所述框架元件(6，7)中的一个固定地连接。
3.如权利要求2所述的电池组组件，
其特征在于，
至少一个所述框架元件为电池组壳体(6)。
4.如权利要求2或3所述的电池组组件，
其特征在于，
所述框架元件中的至少一个为固定框架(7)。
5.如权利要求2至4中任一项所述的电池组组件，
其特征在于，
所述固定板(4)中的至少一个可拆卸地与所述框架元件(6，7)中的一个连接。
6.如权利要求2至5中任一项所述的电池组组件，
其特征在于，
所述固定板(4)中的至少一个以材料决定的方式结合到所述框架元件(6，7)中的一个或与所述框架元件(6，7)中的一个形成整体。
7.如权利要求2至6中任一项所述的电池组组件，
其特征在于，
所述固定板(4)中的至少一个固定在其中一个所述框架元件(6，7)的凹槽(8)中，特别是环状凹槽(8)中。
8.如前述权利要求中任一项所述的电池组组件，
其特征在于，
所述电化学电池(2)中的至少一个被以力配合的方式夹紧在两个固定板(4)之间，特别是仅被以力配合的方式夹紧在两个固定板(4)之间。
9.如前述权利要求中任一项所述的电池组组件，
其特征在于，
至少在所述电化学电池(2)中的一个与所述固定板(4)中的一个之间设置有单独弹性层(9)。
10.如前述权利要求中任一项所述的电池组组件，
其特征在于，
至少一个所述弹性层(9)直接与所述电化学电池(2)中的一个相连。
11.如前述权利要求中任一项所述的电池组组件，
其特征在于，
至少一个所述固定板(4)设置为导热板。
12.如前述权利要求中任一项所述的电池组组件，
其特征在于，
每个所述电化学电池(2)与所述固定板(4)中的至少一个相连，特别是直接相连。
13.如前述权利要求中任一项所述的电池组组件，
其特征在于，
所述固定板(4)中的至少一个相对于所述固定装置(3)的其它元件可移动地固定。
14.如前述权利要求中任一项所述的电池组组件，
其特征在于，
所述固定板(4)连接到热交换装置(10)。
15.如前述权利要求中任一项所述的电池组组件，
其特征在于，
所述电化学电池(2)的空间膨胀是可能的，特别是沿着堆叠方向(S)的空间膨胀是可能的。
16.如权利要求15所述的电池组组件，
其特征在于，
所述电化学电池(2)在限定的膨胀情况下，所述电化学电池(2)发生限定的损害。
17.如权利要求15或16所述的电池组组件，
其特征在于，
所述电化学电池(2)在限定的膨胀情况下，所述电化学电池(2)的导电体(12)被拉伸受力，使得所述电化学电池(2)的密封(14)在导电体的通道部分被破坏。
CN2010800447369A 2009-10-05 2010-09-22 电池组组件 Pending CN102576834A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009048250.4 2009-10-05
DE102009048250A DE102009048250A1 (de) 2009-10-05 2009-10-05 Batterieanordnung
PCT/EP2010/005802 WO2011042121A1 (de) 2009-10-05 2010-09-22 Batterieanordnung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102576834A true CN102576834A (zh) 2012-07-11

Family

ID=43038077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010800447369A Pending CN102576834A (zh) 2009-10-05 2010-09-22 电池组组件

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20120288741A1 (zh)
EP (1) EP2486611A1 (zh)
JP (1) JP2013506968A (zh)
KR (1) KR20120100975A (zh)
CN (1) CN102576834A (zh)
BR (1) BR112012007703A2 (zh)
DE (1) DE102009048250A1 (zh)
WO (1) WO2011042121A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105161789A (zh) * 2014-03-05 2015-12-16 罗伯特·博世有限公司 对电池单池调温的方法、调温装置及其连接装置、电池模块、电池组、电池和电池系统
CN111312951A (zh) * 2018-12-12 2020-06-19 罗伯特·博世有限公司 具有多个电池单池的电池模块
CN111801830A (zh) * 2019-02-01 2020-10-20 株式会社Lg化学 能够同时对电池单元施加机械按压和磁性按压的电池组件
WO2020253507A1 (zh) * 2019-06-18 2020-12-24 宁德时代新能源科技股份有限公司 温控组件及电池包

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT511541A1 (de) * 2011-05-16 2012-12-15 Avl List Gmbh Wiederaufladbare batterie
DE102011076583A1 (de) 2011-05-27 2012-11-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Energiespeichermodul aus mehreren insbesondere prismatischen Speicherzellen und Verfahren zur Herstellung eines Energiespeichermoduls
DE102011076580A1 (de) * 2011-05-27 2012-11-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Energiespeichermodul aus mehreren prismatischen Speicherzellen
DE102011076575A1 (de) 2011-05-27 2012-11-29 Bmw Ag Energiespeichermodul aus mehreren insbesondere prismatischen Speicherzellen und Verfahren zur Herstellung eines Energiespeichermoduls sowie Verfahren zur Herstellung einer Endplatte für ein Energiespeichermodul
DE102011119212A1 (de) * 2011-11-23 2013-05-23 Li-Tec Battery Gmbh Elektroenergie-Speichervorrichtung mit flachen Speicherzellen
US20160064708A1 (en) * 2014-08-26 2016-03-03 Ford Global Technologies, Llc Angled Battery Cell Configuration for a Traction Battery Assembly
JP7087739B2 (ja) * 2018-07-05 2022-06-21 株式会社オートネットワーク技術研究所 蓄電モジュール
JP7399760B2 (ja) * 2020-03-16 2023-12-18 信越ポリマー株式会社 放熱構造体およびそれを備えるバッテリー
JP7399764B2 (ja) * 2020-03-19 2023-12-18 信越ポリマー株式会社 放熱構造体およびそれを備えるバッテリー
DE102021115657A1 (de) * 2021-06-17 2022-12-22 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Flüssigkeitsgekühltes Kraftfahrzeug-Traktionsbatteriemodul

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1430304A (zh) * 2001-12-28 2003-07-16 日本电气株式会社 电池组件
CN101315973A (zh) * 2007-06-01 2008-12-03 三洋电机株式会社 电池组

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9209116D0 (en) 1992-04-28 1992-06-10 Clearplas Ltd Battery tray
JP4593057B2 (ja) * 2002-05-07 2010-12-08 富士重工業株式会社 板状電池の組付構造
JP3594023B2 (ja) * 2002-07-30 2004-11-24 日産自動車株式会社 電池モジュール
JP3767531B2 (ja) * 2002-08-01 2006-04-19 日産自動車株式会社 電池集合体
DE10323883A1 (de) 2003-05-26 2004-12-30 Siemens Ag Elektrochemische Batterie
DE112004001756D2 (de) 2003-07-11 2006-06-08 Nettesheim Stefan Spannvorrichtung für einen Stapel aus einer mehrzahl Elektrochemischer Zellen und Verfahren zu deren Montage
JP4543710B2 (ja) * 2004-03-11 2010-09-15 日産自動車株式会社 組電池
KR100648697B1 (ko) 2005-03-11 2006-11-23 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈
WO2007032270A1 (ja) * 2005-09-13 2007-03-22 Nec Corporation 絶縁カバーおよびフィルム外装電気デバイス集合体
JP2007095557A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Toyoda Gosei Co Ltd 組電池装置
KR100949331B1 (ko) * 2006-06-09 2010-03-26 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈
JP5120798B2 (ja) * 2006-11-21 2013-01-16 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置およびこれを備える自動車
DE102007001590A1 (de) 2007-01-10 2008-07-17 Behr Gmbh & Co. Kg Elektrischer Energiespeicher
DE102009040147A1 (de) * 2009-09-04 2011-03-10 Li-Tec Battery Gmbh Elektrochemischer Energiespeicher für Fahrzeuge und Verfahren zum Kühlen oder Erwärmen eines solchen elektrochemischen Energiespeichers

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1430304A (zh) * 2001-12-28 2003-07-16 日本电气株式会社 电池组件
CN101315973A (zh) * 2007-06-01 2008-12-03 三洋电机株式会社 电池组

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105161789A (zh) * 2014-03-05 2015-12-16 罗伯特·博世有限公司 对电池单池调温的方法、调温装置及其连接装置、电池模块、电池组、电池和电池系统
CN105161789B (zh) * 2014-03-05 2019-01-15 罗伯特·博世有限公司 对电池单池调温的方法、调温装置及其连接装置、电池模块、电池组、电池和电池系统
US10270140B2 (en) 2014-03-05 2019-04-23 Robert Bosch Gmbh Connection apparatus and method for controlling the temperature of battery cells, and temperature-control apparatus, battery module, battery pack, battery and battery system
CN111312951A (zh) * 2018-12-12 2020-06-19 罗伯特·博世有限公司 具有多个电池单池的电池模块
CN111312951B (zh) * 2018-12-12 2024-03-08 罗伯特·博世有限公司 具有多个电池单池的电池模块
CN111801830A (zh) * 2019-02-01 2020-10-20 株式会社Lg化学 能够同时对电池单元施加机械按压和磁性按压的电池组件
CN111801830B (zh) * 2019-02-01 2024-02-20 株式会社Lg新能源 一种机械按压和磁性按压可同时施加至其中的电池单元的电池组件
WO2020253507A1 (zh) * 2019-06-18 2020-12-24 宁德时代新能源科技股份有限公司 温控组件及电池包

Also Published As

Publication number Publication date
EP2486611A1 (de) 2012-08-15
US20120288741A1 (en) 2012-11-15
DE102009048250A1 (de) 2011-04-07
WO2011042121A1 (de) 2011-04-14
BR112012007703A2 (pt) 2016-08-23
JP2013506968A (ja) 2013-02-28
KR20120100975A (ko) 2012-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102576834A (zh) 电池组组件
JP6391583B2 (ja) 二次電池
CN106663760B (zh) 电源装置
JP2010527110A (ja) バッテリの機械的パッケージ
CN101944643B (zh) 用于混合动力车辆或电动车辆的电池组件
JP5852092B2 (ja) 電池モジュールおよび電池モジュールの製造方法
US8597843B2 (en) Cooling system for battery pack
CN104900822B (zh) 能量存储器外壳
JP5136078B2 (ja) 組電池装置
JP5183175B2 (ja) バッテリシステム
US10868347B2 (en) Battery module including a cooling plate with embedded cooling tubes
US9601815B2 (en) Battery system having battery cells and an apparatus for controlling the temperature of the battery cells
JP2014514691A (ja) 弾性手段を有する、エネルギー貯蔵装置とエネルギー貯蔵セルと熱伝導要素
CN102576824A (zh) 用于交通工具的电化学蓄能器以及对其冷却或加热的方法
JP2018534742A (ja) バッテリー用冷却モジュール、乗り物用バッテリー、及び冷却モジュールを製造するための方法
US20180149061A1 (en) Thermoelectric Generator for Converting Heat of a Hot Gas Flow Into Electric Energy
JP2014513380A (ja) エネルギー貯蔵装置
JP2014510381A (ja) 温度制御手段を備えたエネルギー貯蔵装置
CN105098286B (zh) 冷却装置
JP2014029808A (ja) 組電池及び組電池モジュール
KR20170054755A (ko) 고전압 배터리 서브모듈
JP2011065855A (ja) 二次電池の形状
US10833377B2 (en) Cooling device and energy store
JP2017099251A (ja) 熱電発電システム
US20200105993A1 (en) Thermoelectric module, frame for the same, and vehicle including the thermoelectric module

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120711