CN104272493A - 用于电流元件的裹膜,电化学蓄能器,电化学蓄能系统,用于包裹电流元件的柔性膜和用于确定电化学蓄能器的状态参数的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电流元件（410）的裹膜（400）。所述裹膜（400）具有至少一用于检测裹膜（400）的膨胀状态的力传感器（420,430）。

Description

用于电流元件的裹膜,电化学蓄能器,电化学蓄能系统,用于包裹电流元件的柔性膜和用于确定电化学蓄能器的状态参数的方法

技术领域

本发明涉及一种用于电流元件的裹膜，电化学蓄能器，电化学蓄能系统，用于包裹电流元件的柔性膜和用于确定电化学蓄能器状态参数的方法。

背景技术

随着总是更多地咨询可选择的驱动方案，电驱动越来越成为关注的焦点。在这方面研制锂离子电池成为现代汽车驱动的关键技术。锂离子电池以不同的结构形式或电池类型存在。在这里一个特殊的实施例是所谓的囊电池（袋式电池）（Pouch－Zelle）（Pouch=囊或袋）或者咖啡囊电池。如同名称已经解释的那样，囊电池是非形状稳定的，其电池绕组焊入到柔性的“膜囊”里面。

但是使用柔性外壳由于系统带来一些挑战。因此电池的封缝必需在电池的整个使用寿命上是密封的。这是困难的，因为电池在循环时“呼吸”，即其厚度根据充电状态是不同的。此外在电池内部与环境之间由于空气压力变化和电池呼吸存在交变的压力差。此外例如在脱气中表现出来的老化过程也可能导致囊电池膨胀。明显的重量优势、空间上可非常有效地实现的叠摞和大的纵横尺寸比，由此可以使热量非常好地向外排出，由此由于在产气时电池可能膨胀被视为威胁安全性。因此电池封缝可能在故障情况和由此引起的电池内部过压时非有意识地打开。同时在最差情况下可燃气体如电解液或者破碎物可能向外排出，这可能导致火灾或者爆炸。为了监控这种威胁安全的状态，用于囊电池的传感器具有重大意义。

发明内容

在这个背景下，通过本发明设想一种如主权利要求所述的用于电流元件的裹膜、一种电化学蓄能器，一种电化学蓄能系统，一种用于包裹电流元件的柔性膜和一种用于确定电化学蓄能器状态参数的方法。由各从属权利要求和下面的描述给出有利的扩展结构。

建议一种膜，它对于测量技术地检测囊电池的物理参数、例如机械应力、气体压力、电池温度等等发挥功能。为此所述膜可以设计成传感器、尤其力传感器，或具有一传感器并且形成囊电池的包裹壳的一部分或者可以安置在囊电池包裹壳的外侧面或内侧面上。在相应的按照本发明的方法中，一个或多个测得的测量参数例如可以用于确定电池的充电状态或者说SOC（State of Charge）和/或健康状态或者说SOH（State of Health），以及可选择附加地用于安全性重要的检验电池的气密性（密封性）。

通过检测相对敏感的囊电池的压力比或机械变形，能够直接预测电池的充电状态、其健康状态以及缺陷的存在、例如外部压力升高或变形、非密封性等。例如，能够在乘客保护方面随时更换囊电池，例如当在电池中超过确定的气体压力的时候。通过在这里建议的方法也可以在电池的拆出状态读出囊电池的内部应力测量或气体压力测量，由此可以实现更安全的电池回收。按照在这里所建议方案实现的电池外侧面上的机械变形检测带来附加的优点，使所述传感器不处于电解液下并因此无需单独保护。由此可以明显简化这个传感器的包装。此外，所述传感器和其导线可以直接组合到囊电池的加工过程里面。按照本发明的传感器或力传感器的特征在于非常小的结构高度，并因此不妨碍在囊电池里面的电池化学变化过程或外部包裹壳的变形。因为引线可以一起印刷，使传感器在这个特殊的实施例中无需附加的结合（联接）过程，这在常见的传感器中是必需的。由于检测压力比，因此也能够实现电池单元受控地更快速地充电和放电。如果对于在这里所建议的裹膜使用力传感器作为气体压力传感器，也可以检测例如由于分层可能引起的囊电池的打开，即伴有气体压力损失的损坏。

有利地，通过功能化已经存在的层、加入附加的功能化的膜或者印刷囊电池的内部或外部包裹壳，能够有效且尽可能成本有利地测量在囊电池里面或上面的机械应力、压力或力、PH值、电池半压（半电压）（Halbzellenspannung）和/或温度影响。在此可以通过力传感器实现测量，它例如可以具有膨胀测量带（电阻应变片）（DMS）。在测量囊电池里面的温度时为了更准确的测量结果可以在使用在电池里面分成的膜阵列的条件下进行局部测量或多次测量。用于电流元件的裹膜的特征在于，所述裹膜具有至少一用于检测裹膜的膨胀状态（伸展状态）的力传感器。

所述裹膜可以由弹性的和电绝缘的材料、例如由适合的塑料制成。所述裹膜例如可以由矩形袋构成，它在一侧为了插入电流元件到裹膜里面可以敞开。在插入电流元件以后可以这样封闭袋的敞开侧，使电流元件流体密封、尤其气密地被裹膜包围。关于力传感器可以理解为用于检测膨胀变形的力接收器或者测量装置。所述力传感器可以与裹膜一样弹性变形并且例如弹性变形地构成，用于检测施加在力传感器测量部位上的拉力。所述力传感器可以与裹膜的至少一局部部位固定连接。由于固定的连接所述力传感器可以随着裹膜的膨胀同样膨胀，由此基于与膨胀相关检测的在力传感器上的拉力可以推断裹膜的膨胀度和相关的膨胀状态。所述裹膜的膨胀可以归因于在被裹膜包围的电流元件的电解液中的化学和/或物理过程。例如锂在电极中的填充可能导致膨胀并且相应地利用SOC检测确定电流元件的充电状态，或者由于老化过程可能导致在电解液中产气，由此使裹膜膨胀和伸展，因为由于裹膜的流体密封性使气体不能向外逸出。

按照一实施例，所述力传感器可以具有膨胀测量带。该膨胀测量带的特征是，在微小变形时其电阻已经变化。因此可以通过很少的成本费用且特别快速且可靠地检测裹膜的膨胀（伸展）。

所述力传感器尤其可以设置在裹膜的表面上。在此所述力传感器可以位于通过裹膜形成的用于电流元件的袋的外侧面上或内侧面上。由此以简单的方式使力传感器的位置适配于特殊要求。由此使力传感器例如通过布置在裹膜内侧面上可以免受损伤。而通过布置在外侧面上可以避免传感器与电解液接触并由此防止电解液可能着火。因为在这里无需注意这个事实，只能将不影响电池化学的材料加入到电池里面，存在自由选择材料的优点。

按照一实施例，所述力传感器设置在裹膜的中心部位，在此定义“中心部位”指的是俯视面、即最大膨胀表面的中心部位，其中所述力传感器不必一定设置在裹膜上，而是也可以在这个裹膜的法向上设置在内部部位。备选或附加地可以使另一力传感器设置在裹膜的边缘部位。在此边缘部位指的是在裹膜的俯视面中包围中心部位的部位。在此所述边缘部位可以由用于电流元件的至少一电触点的过孔部位构成。由此以简单的方式、即通过适合的定位力传感器或者另一力传感器，可以获得关于电流元件的不同状态的重要信息。如果电流元件例如是电池组的一部分，具有相互紧贴的电流元件，则通过布置力传感器在裹膜主侧面的中心部位能够检测所谓的电池呼吸和相关的交替产生的裹膜膨胀与松弛，这能够推断电流元件的充电状态。而布置另一力传感器在边缘部位、例如靠近通过裹膜形成的袋的插入孔，则能够测量电流元件的老化状态或健康状态，因为在这里，在相邻电池的压力不作用于裹膜上的地方，所测得的膨胀可以验证由于老化引起的电解液脱气过程。由此能够通过相同的传感器监控电流元件的不同状态，这些传感器仅仅设置在包围电流元件的裹膜的不同位置上。

此外，所述裹膜可以具有理论破坏位置，其中用于力传感器电连接的电触点设置在理论破坏位置部位。根据力传感器在裹膜内侧面或外侧面上的布置可以形成用于传感器电触点的从内向外的过孔部位，或者可以使电触点在外面越过理论破坏位置导引。在两种情况下通过裹膜膨胀引起的理论破坏位置损坏引起触点断裂。例如理论破坏位置可以设置在形成袋的裹膜的用于电流元件插入孔部位，穿过裹膜例如也可以导引用于电流元件本身电连接的其它触点。通过这个实施例得到用于电流元件状态检测的附加可能性，通过例如由于在理论破坏位置上的传感器触点断裂可以发送关于电流元件危险状态的警示信号给所连接的安全系统。

一种用于将化学能转换成电能的电化学蓄能器具有下列特征：

电流元件；

如上所述实施例的裹膜，其中所述裹膜包围电流元件，其中，所述裹膜的膨胀状态代表电流元件的状态参数。

为了电流元件的电连接，所述电化学蓄能器还可以具有两个触点，其中一个触点可以构成阳极，另一个构成阴极。所述电流元件例如可以是锂离子电池。所述电流元件可以是所谓的咖啡囊电池或囊电池（pouch=囊或袋）的一部分，其特征在于，它不是形状稳定的，即通过裹膜具有柔性的外层（外壳）。在这个实施例中所述电池具有更轻的重量并且可以节省空间地安装，但是由于裹膜的高要求需要特别可靠的缺陷监控，它能够通过在这里建议的方案保证。所述裹膜如上所述可以由袋构成，在其中在电化学蓄能器加工过程中可以插入具有电解液的电池绕组，并且接着焊接或者另外流体密封地封闭其开孔。阳极和阴极例如可以在这种封闭缝上穿过裹膜并由此保证电池绕组的电连接。通过裹膜膨胀状态代表的状态参数可以是用于电化学蓄能器的充电状态的值或者用于老化或健康状态的值。

在所述电化学蓄能器中所述电流元件的电触点可以与力传感器的电接头导电连接。此外，电流元件的另一个电触点可以与力传感器的另一个电接头导电连接。所述力传感器可以有利地通过电流元件的触点以运行电压或者一般以电能被供电。附加或备选地可以传递关于电流元件触点的信息或数据给力传感器，或者由力传感器发送。

此外，所述电化学蓄能器也可以具有至少另一传感器、尤其温度传感器、PH值传感器和/或电池半压-测量传感器或者另一力传感器。在此所述电流元件的电触点与至少另一传感器的电接头导电连接。因此其它传感器能够集成在电化学蓄能器、例如囊电池里面。所述至少一传感器可以通过电池电压供电。至少一传感器的信号通讯可以通过电源线实现。按照这个实施例可以检测许多测量值，由此例如利用冗余值可以以简单的方式验证测量结果。

一种用于将化学能转换成电能的电化学蓄能系统具有下列特征：

许多如上所述的电化学蓄能器，它们以叠摞的形式设置；和

用于使许多电化学蓄能器的每个蓄能器在叠摞中固定位置的框架装置。

所述电化学蓄能系统例如可以作为蓄电池使用，用于驱动电动车或者混合动力车。为此，利用框架装置叠摞式地设置许多电化学蓄能器组成电池组。所述电池组可以这样构成，使各个电化学蓄能器通过各自裹膜的主侧面相互紧密包装，并且电化学蓄能器的所有触点指向同一方向地从框架装置伸出来，由此在那里可以容易地截取在电化学蓄能器系统中产生的电压。

本发明还实现一种用于包裹电流元件的柔性膜，其中，所述柔性膜具有力传感器。所述柔性膜可以在表面上具有力传感器。备选地也可以使力传感器焊接到柔性膜里面。所述柔性膜与力传感器例如可以在单独的加工方法中制成并且为了完成上述的裹膜在适合的位置上固定、例如粘接在裹膜上。这种柔性膜可以提供用于力传感器的附加保护，并且改善力传感器与裹膜表面的固定连接。

一种用于确定将化学能转换成电能的电化学蓄能器的状态参数的方法，其中，所述电化学蓄能器具有被裹膜包围的电流元件，并且包括下列步骤：

检测裹膜的膨胀状态；和

基于膨胀状态确定状态参数。

本方法的各个或所有步骤例如可以由控制器执行，它可以通过机动车的CAN总线与电化学蓄能器连接。为了确定状态参数例如可以使用适合的算法。所述控制器可以设计成，在相应的装置中执行或转换按照本发明方法的步骤。通过本发明的控制器形式的这个实施例也可以快速且有效地解决基于发明提出的任务。

在此控制器可以理解为电设备，它处理传感器信号并且据此给出控制器信号和/或数据信号。所述控制器可以具有接口，它们可以符合硬件和/或符合软件地构成。对于符合硬件的结构所述接口例如可以是所谓的系统ASIC的一部分，它含有控制器的不同功能。但是也能够使接口是自身的、集成的开关电路，或者至少部分地由分立元件组成。在符合软件的结构中所述接口可以是软件模块，它们例如除了其它软件模块之外在微处理器上存在。

按照本方法的实施例在检测步骤中检测在裹膜主侧面的中心部位中的第一膨胀状态和/或检测在裹膜主侧面的边缘部位中的第二膨胀状态。相应地可以在确定步骤中确定基于第一膨胀状态的第一状态参数和/或确定基于第二膨胀状态的第二状态参数，其中，第一状态参数可以代表电化学蓄能器的充电状态，第二状态参数可以代表电化学蓄能器的老化状态。通过在电化学蓄能器的不同重要位置上同时检测状态可以避免关于裹膜膨胀原因的误解释。此外可以在有效地配置测得的测量值以后找到适用于各自状态的措施。由此对于例如描述电化学蓄能器的充电状态的测量值可以推断实际存在的压力比，并且例如导入电化学蓄能器的更快速充电或放电。用于检测充电状态的力传感器例如可以中心地设置在裹膜的主侧面上，在那里力传感器可以与电池组中的所有电池的“呼吸”共同作用地检测富有意义的（有说服力的）膨胀测量值。另一方面，因为从属的力传感器设置在不受电池呼吸影响的边缘部位，通过描述电化学蓄能器老化状态或健康状态的测量值可以确定，电化学蓄能器由于脱气过程在下一次维修时要更换。

具有程序编码的计算机程序产品也是有利的，程序编码可以存储在可机器读出的载体上、例如半导体存储器、硬盘存储器或者光学存储器上，并且用于按照上述实施例执行本方法，如果在计算机或者装置上执行程序产品的时候。

附图说明

下面借助于附图示例地详细解释本发明。附图示出：

图1A-1C  囊电池的不同实施例图；

图2  电化学蓄能系统的立体图；

图3  图2的电化学蓄能系统的框架部件立体图；

图4A  电化学蓄能器的原理图，具有按照本发明实施例的裹膜；

图4B  图4A的电化学蓄能器的局部原理图；

图5  电化学蓄能器的局部原理图，具有按照本发明另一实施例的裹膜；

图6  电化学蓄能器的局部原理图，具有按照本发明另一实施例的裹膜；

图7  电化学蓄能器的局部原理图，具有按照本发明另一实施例的裹膜；

图8A-8C  电化学蓄能器的不同接通可能性的原理图，具有按照本发明实施例的裹膜；

图9  按照本发明实施例的用于确定电化学蓄能器的状态参数的方法的流程图。

在下面的本发明优选实施例的描述中对于在不同附图中示出的且功能类似的部件使用相同或近似的附图标记，其中省去这些部件的重复描述。

具体实施方式

图1A至图1C示出商业上通用的囊电池100的不同实施例的草图。由附图中可以看出，电池100实施成所谓的软包装，即没有刚性外壳，而是具有柔性的外层或裹膜。图1C示出在产气下膨胀的软包装100。当电池100老化达到临界点并且电池要无效的时候，在气体内部压力可能引起软包装破裂和有害的电池组成部分排出之前，一般出现这种产气。

图2以立体图示出电化学蓄能系统200。电化学蓄能系统200包括许多囊电池100形式的电化学蓄能器，如同在图1A至1C中示例示出的那样。电化学蓄能器100以平放叠摞的形式设置并且通过框架装置210固定在其各自的位置上。囊电池100被框架装置210这样地框住，仅仅用于电连接电化学蓄能系统200的触点220突出于框架装置210的上棱边。在底部部位里面框架装置210具有排气通道230，用于从电化学蓄能系统200里面排出热量。

图3利用另一立体图示出在图2中所示的电化学蓄能系统框架装置的框架部件300。框架部件300设计成，与另一这种框架部件一起夹层（叠层）式地框住囊电池，其中框架部件300的净尺寸要足够大，由此不妨碍由于囊电池的充电和放电引起的所谓的电池呼吸。在这里所示的框架部件300实施例设计成在图2中所示的框架装置的中间部件，并且除了用于上述的排气通道230以外还包括用于连接框架部件300与另一框架部件或者用于框架装置的封闭板连接的螺栓过孔310、用于导引通过电化学蓄能系统的冷却流体的冷却通道320的通孔、用于适合地密封电池组的弹性体密封330和作为用于被框架部件300框住的囊电池膨胀的自由空间的缺口340。在图3中的框架部件300的视图示出，在以这种方式设计的电化学蓄能系统中各个囊电池在其主表面上接触并且对应于各个电池的各自充电状态在整个电池叠摞中存在交变的压力并且使它们穿过横交于框架部件300取向的力路径延伸。

图4A以原理图示出按照本发明实施例的电化学蓄能器100。电化学蓄能器100由囊电池构成并且例如可以用于在图2中所示的电化学蓄能系统。电化学蓄能器100包括裹膜400、电流元件410、第一膜传感器或力传感器420、第二膜传感器或力传感器430以及用于电连接电流元件410的第一电极440和第二电极445。在图4A所示的电化学蓄能器100的实施例中，在视图上部示出的电极440形成阴极，在附图下部示出的电极445形成阳极。如上所述，裹膜400包围电流元件410，但是在这里为了清晰仅仅示出包围电流元件410的框架。在附图中可见的裹膜400部位在这里同时表示裹膜边缘部位的端部段。电流元件410具有电池绕组，用于由化学能产生电能。此外示出附加触点450，用于第二力传感器430的供电。为此第二力传感器430通过第一接头460与附加触点450连接，并且通过第二接头470与阳极445连接。第一力传感器420的供电在图4A的视图中未示出。例如它可以设置在对于眼睛看不到的裹膜400内侧面上。

由图4A看出，第一力传感器420设置在裹膜400的中心部位，其中开头所述，术语“中心部位”指的是在裹膜的俯视图中中间的部位。在此俯视图是具有最大伸展的裹膜表面。因此第一力传感器420位于结合图3解释的许多相互叠摞的囊电池100的力路径上。第一力传感器420在此测量一个力，它通过在图4A的视图中未示出的电池层、即由许多囊电池100组成的叠摞的体积变化产生。该力例如可以电容地、压阻地或电阻地检测，对于电阻的检测例如在使用触摸屏的条件下，它响应使两个导电层按地点地连接的压力，或者利用分压器。这样获得的测量值通过适合的评价能够确定电化学蓄能器100的SOC。第二力传感器430位于裹膜400边缘部位中的力路径以外，并因此位于一个位置，在该位置电池100的裹膜400可以无阻碍地通过叠摞的另外的电池100延展。在这个位置上可以检测囊电池100的气体内压的影响，并且是通过气体内压在裹膜400里面引起的膨胀。因此在这里通过适合的评价测得的测量值可以确定电化学蓄能器100的健康状态。在这里所示的实施例中第二力传感器430印刷在裹膜400上。备选地也可以施加上用于力检测的MEMS元件，并且是在裹膜400的内侧面或者外侧面上。对于第一力传感器420和第二力传感器430分别以在传感器里面使用的膨胀测量带（应变片）（DMS）为基础实现检测。

原则上两个膜传感器420,430可以施加在裹膜400的内侧面或外侧面上。在此温度探测可以独立地通过膜传感器实现，例如局部地或者通过阵列。探测例如可以以电阻方式地实现，通过一电阻，它只通过温度变化。按照在附图中未示出的电化学蓄能器100的一个实施例，第一力传感器420或第二力传感器430或者两个力传感器420,430的接头460,470在传感器420,430内置地布置时向外导引。备选地可以使接头460,470仅仅定位在囊电池100的裹膜400内部，并且在囊电池100内部连接在电化学蓄能器100的主电流导线或者电源线上。当然，所使用的膜传感器420,430的接头460,470可以在囊电池100上面或者也可以在其内部导引。

图4B利用另一原理图示出图4A的电化学蓄能器100的局部。细节图以第二力传感器430为例示出囊电池100的前端部位或在图4A中的视图右侧部位，用于表明在这个实施例中选择的膜传感器的接通变化。在图4B中的视图是在囊电池100外部裹膜400上的横剖面并且如同图4A一样示出囊电池100的内部状况。如上所述，力传感器430通过第一接头460与附加触点450连接并且通过第二接头470与阳极445连接。如图4B所示，阴极440、阳极445以及附加触点450在裹膜400边缘部位的一个侧面上穿过。封缝或封框负责流体密封地封闭裹膜400并且将金属触点440,445,450和裹膜400内侧面的例如导电覆层挤压到一起。通过这种方式可以在流体密封的封闭时实现电池100以及传感器430的电接通。在膜焊连接部位中的焊缝撕裂或者其它失效时，例如由于在电元件410中强烈脱气使一个或所有电触点440,445,450断开。由此释放的信号例如可以指示电池管理系统，电池有缺陷。备选地也可以在电化学蓄能器100的任意其它位置设有这个功能。触点440,445,450在这里印刷在裹膜400内部表面上。在此触点440,445,450超出裹膜400边缘延伸。

图5利用图4B的电化学蓄能器100局部的另一原理图示出第二传感器430的另一接通可能性。除了附加触点450，在这里使用另一附加触点500。与在图4B中所示的囊电池100的实施例不同，在这里传感器430的第二接头470不与阳极445连接，而是与另一附加触点500连接。

图6和7以力传感器430为例示出细节图，用于表示膜传感器的可能的接通变型，该传感器在这里由集成的气体压力传感器构成。视图仍然示出在囊电池100外部裹膜400的横剖面。在两个附图中在这里力传感器或气体压力传感器430通过独立加入的载体膜600构成。膜600是柔性的并因此不妨碍在力传感器460中使用的膨胀测量带膨胀。如同由图6和7中的视图看到的那样，柔性载体膜600完全遮盖或包围传感器430。备选地也可以在载体膜600上应用MEMS传感器元件（MEMS=mikroelektromechanisches System微机电系统），用于检测膨胀。

图6示出电化学蓄能器100的实施例，具有膜应用的气体压力传感器430，其中第一接头460和第二接头470分别形成独立的触点，用于气体压力传感器430的供电。

在图7中示出的实施例与图6中的实施例不同在于，在这里第一接头460使气体压力传感器430与阴极440连接。

图8A至8C示出具有裹膜的电化学蓄能器的力传感器的不同接通可能性的原理图。附图分别以横剖面图示出已经在图4B至7中所示的电化学蓄能器100的局部，以90度翻转。在这里要示例地表明力传感器430与阴极440的接通。力传感器430在图8A至8C中所示的实施例中总是设置在裹膜400的外侧面上。

图8A示出在力传感器430接通之前的初始状况。对此的要求是在力传感器430电接头与电极440之间建立可靠的电接触。

图8B示出通过导电胶连接800建立接触。导电胶连接800在力传感器430的电接头与电极440之间建立导电连接。

图8C示出通过冲压接触方式或者透穿接触810建立接触。在这里为了桥接使用粘接的附加膜820。如果在裹膜400的焊缝部位建立接通，也可以省去附加膜820。备选地代替附加膜820也可以使用稠膜膏、结合丝和结合带。

图9示出一种方法900的流程图实施例，其用于确定电化学蓄能器的至少一状态参数。该方法在借助于上述附图解释的电化学蓄能器中使用，它具有由裹膜包围的电流元件。在第一步骤910中检测裹膜的膨胀状态。在此裹膜的膨胀状态可以同时或错时地在裹膜的不同位置上、例如在中心部位和边缘部位中检测，以便可以检测电化学蓄能器的不同状态参数。以膨胀状态为基础可以在下面的步骤920中确定电化学蓄能器的至少一状态参数。相应地通过以裹膜中心部位的测量为基础被确定的状态参数可以推断电化学蓄能器的充电状态，而以裹膜边缘部位的测量为基础被确定的状态参数给出电化学蓄能器老化状态或健康状态的指示。

这样地设计该方法900，考虑这个事实，在囊电池组内部，压力和力的相互影响。如果所使用的膜传感器通过电池电压供电，方法900也提供有效力的测量值。方法900可以包括，最好通过电源线实现信号通讯，其中传感器或集成的评价电子装置的两个触点连接在电池电极上。按照另一实施例，这样设计方法900，状态监控（超过临界基准值）通过评价单元（ASIC）给出警示信号到电池管理系统，或者实现内压传感器或气体压力传感器与外部压力的周期性平衡。方法900也可以包括，将检测到的气密性损失或者临界的健康状态通知中心机动车控制器和/或例如通过警示灯通知司机，或者在检测到严重的气密性损失或者临界的健康状态时实现损坏的电池的断联或者桥接。此外一个实施例示出通过调整功能执行（低压）外部压力传感器的测量值与囊电池传感器或者气体内压传感器的测量值的调整（比较）。在另一实施例中，所述调整例如在跟随电池基本状态期间进行。在另一用于计算测量值的实施例中也使用特征曲线簇，它含有至少一例如由测量行驶中获得的、试验的数据值，由此可以执行囊电池-膜传感器系统的针对特定样车的调整。备选地也可以省去气体压力传感器并且通过充电或放电循环上的平均来计算健康状态或气体压力。

可以与传感器膜是否设置在囊电池里面或上面无关地使用方法900，并且能够在由于产生的负荷造成外裹膜撕裂之前使用膜传感器，以监控机械应力。相应地可以实现安全性隐患的最小化。基于压力比的检测，可以实现电池的可监控的快速的充电和放电。

所述的和在附图中所示的实施例只是示例选择的。不同的实施例可以独立地或者以各个特征为基础相互组合。也可以通过其它实施例的特征补充实施例。此外按照本发明的方法步骤可以重复以及以不同于所述顺序地执行。

Claims (12)

1.一种用于电流元件（410）的裹膜（400），其特征在于，所述裹膜具有至少一用于检测裹膜的膨胀状态的力传感器（420,430）。

2.如权利要求1所述的裹膜（400），其中，所述力传感器（420,430）具有膨胀测量带。

3.如上述权利要求中任一项所述的裹膜（400），其中，所述力传感器（420,430）设置在裹膜的表面处。

4.如上述权利要求中任一项所述的裹膜（400），其中，所述力传感器（420,430）设置在裹膜的中心部位并且另一力传感器（420,430）设置在裹膜的边缘部位，其中所述边缘部位由用于电流元件（410）的至少一电触点（440,445）的过孔部位构成。

5.如上述权利要求中任一项所述的裹膜（400），其中，所述裹膜（400）具有理论破坏位置，其中用于力传感器（420,430）的电连接的电触点设置在所述理论破坏位置部位中。

6.一种用于将化学能转换成电能的电化学蓄能器（100），其中，所述电化学蓄能器具有下列特征：

电流元件（410）；

如上述权利要求任一项所述的裹膜（400），它包围电流元件，其中，所述裹膜的膨胀状态代表电流元件的状态参数。

7.如权利要求6所述的电化学蓄能器（100），其中，所述电流元件的一电触点与力传感器的电接头导电地连接。

8.如权利要求7所述的电化学蓄能器（100），具有至少另一传感器、尤其温度传感器、PH值传感器和/或电池半压测量传感器，其中所述电流元件的电触点与至少另一传感器的电接头导电地连接。

9.一种用于将化学转换成电能的电化学蓄能系统（200），其中，所述电化学蓄能系统具有下列特征：许多如权利要求6所述的电化学蓄能器（100），它们以叠摞的形式设置；和用于使许多电化学蓄能器的每个蓄能器在叠摞中固定位置的框架装置（210）。

10.一种用于包裹电流元件（410）的柔性膜（600），其中，所述柔性膜具有力传感器（420,430）。

11.一种用于确定将化学能转换成电能的电化学蓄能器（100）的状态参数的方法（900），其中，所述电化学蓄能器具有被裹膜（400）包围的电流元件（410），并且其中，所述方法包括下列步骤：

检测（910）裹膜的膨胀状态；和

基于膨胀状态确定（920）状态参数。

12.如权利要求11所述的方法，其中，在检测步骤（910）中检测在裹膜（400）的主侧面的中心部位中的第一膨胀状态和/或检测在裹膜的主侧面的边缘部位中的第二膨胀状态，并且其中，在确定步骤（920）中基于第一膨胀状态确定第一状态参数和/或基于第二膨胀状态确定第二状态参数，其中，第一状态参数代表电化学蓄能器（100）的充电状态，和第二状态参数代表电化学蓄能器的老化状态。