CN103682504A - 电池和机动车 - Google Patents
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Abstract
根据本发明，提出一种具有在导电的电池电芯壳体(16)内的电池电芯(10)的电池(12)和一种具有这样的电池(12)的机动车。电池(12)还包括带有监测电路的壳体盖(20)。电池(12)的特点是，电池电芯(10)的一个电极通过监测电路(25)内的开关机构与电池电芯壳体(16)导电相连。监测电路(25)此时被构造成在识别到故障信号时断开在无故障运行时接通的开关机构。这有以下优点，电池电芯壳体的触通通过模块组内的独立触点来完成。由此，例如可以在电池电芯(10)之间的绝缘受损时将所述一个电机与电池电芯壳体(18)隔绝。另外，壳体的绝缘缺陷可以与高压路径的绝缘缺陷分开地被检测，因为存在不同的电阻。这都提高了电池安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有电池电芯且优选是锂离子电池电芯的电池，和一种机动车。
背景技术
由于更好的存储量、可更频繁充电和更高的能量密度，所以电池、例如基于锂离子电池电芯的电池或镍金属氢化物电池的应用越来越广。基于锂离子电池电芯的电池的特点尤其是很高的能量密度并且自放电极少。
蓄能量差的电池例如被用于小型便携式电子装置，例如手机、笔记本电脑、摄像机等，而蓄能量大的电池被用作用于混合动力车辆或电动车辆等的发动机驱动的电源或者用作静止不动的电池。
电池例如可以通过电池模块的串联来形成，其中也部分地实现电池模块的并联并且电池模块本身可以由串联的和/或并联的电池电芯组成。
图1示出了例如具有金属的电池电芯壳体16的多个电池电芯10如何能够组装成电池模块12并随后组装成电池14。这通过未示出的极(即电池电芯10的电极18)的串联或并联来实现。在这里，根据定义，一个电池模块12或者说一个电池14由至少两个电池电芯10组成，其中，术语“电池14”和“电池模块12”常常作为同义词使用。电池14的电压例如在120至600伏直流电之间。
在其壳体由坚固的铝板或钢板构成的所谓的硬壳电芯中，通常两个电极之一直接与壳体相连以避免会长期导致壳体腐蚀的附加电位差。另一电极通过密封与壳体电气隔离。
在内部的电极集合(Elektrodenensemble)通常被绝缘，在端子上实现壳体的触通。这允许在端子后在电芯内部安装保险，保险在外部短路时断开电极集合并且使得电流只流过该壳体。
DE000019714847_B4公开了用于电池电芯的阴极腐蚀防护的方法和实施方式，其中该电池电芯的金属电芯壳体通过电阻与电池电芯的一个极相连。
发明内容
根据本发明，提出一种根据权利要求1的电池，其具有在导电的电池电芯壳体内的电池电芯。该电池还包括带有监测电路的壳体盖。该电池的特点是，该电池电芯的一个电极通过监测电路中的开关机构与该电池电芯壳体导电相连。其中，该监测电路被构造成在识别出故障信号时断开在无故障运行中接通的开关机构。
这有以下优点，电芯壳体的触通通过模块组内的单独触点来完成。由此在损伤情况或其它故障时得到将电池转入安全状态的可能性。因而，在电池电芯之间的绝缘受损时，可以使所述的一个电极与电池电芯壳体隔离。另外，壳体的绝缘故障可以与高压路径的绝缘故障分离地被检测，这是因为存在不同的电阻。这些都提高了电池安全性。
在一个可能的实施方式中，电池包括多个在电池模块内相连的多个电池电芯。在此，在电芯壳体和电极之间的电连接在模块组内实现。
通过电芯壳体的单独的触通，该电芯壳体在交付状态下仅一次是中性的。这实现了电芯保护功能、如电芯内的保险的可靠监测，因为可以而在内部检查壳体的中性或者说电极集合的绝缘。对于该保险的功能性重要的是，在内部的电极集合被绝缘，因而可以在外部短路时长期中断电流路径。
在壳体盖上可以安置一个与该开关元件导电相连的弹簧触点，其中该弹簧触点在盖安装就位时触通壳体。
这实现了简单良好的触通。
故障信号可以是流经开关机构的电流的电流强度超过电流强度极限值。
该开关元件也可以是一个正温度系数电阻元件(Kaltleiterelement)，并且该故障信号是开关机构的温度超过温度极限值。在此，该正温度系数电阻元件在高于温度极限值的温度下是高电阻的而在低于温度极限值的温度下是导通的。
由此，在电池由于过热而受损时将壳体自动且可逆地切换到中性。
电池电芯的另一电极可以通过监测电路中的另一开关机构与电芯壳体导电相连，其中该监测电路被构造成在识别到故障信号时接通在无故障运行中断开的另一开关机构。
这使得当在串联的电芯之间有绝缘故障时也还可以有条件地继续运行使用。
开关元件和弹簧触点可借助于冲切格栅、缆线或箔片导电相连。
根据本发明，还提供一种具有根据本发明或其任何一个可行实施方式的电池的机动车。
尤其是在机动车内使用在故障情况下也比较安全的电池是有利的。
附图说明
结合附图和以下说明来详述本发明的实施例，其中：
图1示出了根据现有技术的电池电芯、模块和电池；
图2示出了本发明的一个示例性实施方式。
具体实施方式
电极与电芯壳体的连接通过电芯监测电路实现。它可以直接是在单独电压抽头上的支路，或者是一根单独的导线。
图2示出了本发明的一个示例性实施方式。安置在模块盖20上的弹簧触点21在盖20安装就位时建立起在电芯壳体16和电芯监测电路25内的开关机构之间的电连接，因为它是导电的，比如借助于冲切格栅、缆线或者箔片24与该开关机构相连。电芯监测电路25在盖20安装就位时又触通盖电极并因此将该开关机构与电极导电相连。
如果现在出现绝缘故障，则可以使在电芯监测电路中触点被断开，电阻增大，电流被减小。
当以不与单独电压抽头直接相连的单独的导线形式构成时，出现绝缘故障的壳体与出现绝缘故障的高压路径地被检测，因为存在着不同的电阻。
另外，壳体的极性也可被颠倒。这例如导致在串联的电芯之间有绝缘故障时可以继续运行，以便例如查找售后服务。
还可能的是，作为替代或补充，通过加入正温度系数电阻元件，例如被称为PPTC保险或PTC保险的具有基于聚合物的正温度系数的保险使得，在超过例如80℃的极限温度时，该连接变成高电阻的。由此一来，在电池由于过热受损时将壳体自动切换至中性。
Claims (8)
1.一种电池(12)，具有电池电芯(10)、导电的电池电芯壳体(16)和带有监测电路(25)的壳体盖(20)，其特征是，该电池电芯(10)的一个电极通过该监测电路(25)内的一个开关机构与该电池电芯壳体(16)导电相连，其中该监测电路(25)被构造成当识别到故障信号时断开在无故障运行中接通的开关机构。
2.根据权利要求1所述的电池(12)，其中，该电池(12)包括在电池模块中相连的多个电池电芯，并且在电芯壳体和电极之间的电连接在模块组内实现。
3.根据权利要求1至2中任意一项所述的电池(12)，其中，与该开关元件导电连接的弹簧触点(21)安置在该壳体盖(20)上，其中该弹簧触点(21)在盖安装就位时触通该壳体。
4.根据权利要求3所述的电池(12)，其中，该开关元件和该弹簧触点(21)借助于冲切格栅、电缆或箔片(24)导电相连。
5.根据权利要求1至4之一所述的电池(12)，其中，该故障信号是流经该开关机构的电流的电流强度超过电流强度极限值。
6.根据权利要求1至4之一所述的电池(12)，其中，该开关元件是正温度系数电阻元件，该故障信号是开关机构的温度超过温度极限值，其中该正温度系数电阻元件在高于温度极限值的温度下是高电阻的而在低于温度极限值的温度下是导通的。
7.根据权利要求1至6之一所述的电池(12)，其中，该开关元件具有相对于单独电压抽头分开的、与电极的电连接，该电池电芯(10)的另一电极能够通过监测电路(25)内的另一开关机构与电池电芯壳体(16)导电相连，其中该监测电路(25)被构造成在识别到故障信号时接通在无故障运行中断开的另一开关机构。
8.一种机动车，具有根据前述权利要求之一所述的电池(12)。
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