CN104364934A - 具有多个锂电池单体的蓄能元件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有多个锂电池单体的蓄能元件，这些锂电池单体并排设置成垛并且被两个设置在端侧的、通过夹紧元件彼此相连的夹紧板夹紧，其中所述电池组由具有壳体(11)的棱柱形电池(10)以及至少一个软包电池(4)组成，所述软包电池容纳在电池保持件(1)中，该电池保持件的外部尺寸与棱柱形电池(10)的壳体(11)的外部尺寸对应。

Description

具有多个锂电池单体的蓄能元件
技术领域
本发明涉及一种具有多个锂电池单体的蓄能元件，这些锂电池单体并排设置成垛并被两个设置在端部的、通过夹紧元件相连的夹紧板夹紧。
背景技术
如今具有多个锂电池单体的蓄能元件变得越发重要。这种锂基的蓄能元件的优点一方面在于可以存储的或可以使用的能量密度非常高。另一方面，这种类型的蓄能元件所提供的电压也非常稳定，同时自放电率非常低。它们也不会出现记忆效应，所以几乎可以随意经常充电和放电。
如所述那样，这种类型的蓄能元件由多个组成一垛的单个电池构成，这些电池被相应的夹紧板和夹紧元件夹紧。为了达到预期的使用寿命，夹紧这种电池块是必须的。为此通常使用棱柱形的电池，也就是说，无论所述蓄能元件是电池组或是蓄电池，都是以单一种类构造的。这种棱柱形的电池包括固定的、相对刚性的壳体，其中设有真正的蓄能单元。因此被串联和/或并联的单个的电池的种类只有一种。在某些时候对于某些使用情况而言，例如在将这种蓄能元件用于机动车中时，由于对蓄能元件的相应负荷要求是给定的，所以形成混合电池组，也就是在电池块中存在两种不同的电池类型，是适合的。如果所形成的是棱柱形电池与软包电池(或者称为聚合物电池)——也就是常被称作“袋装”电池的柔性锂电池单体的组合，那么是特别适合的。这些电池具有薄膜制成的柔性壁，因而本身是柔性的。但是这导致它们不能够被集成在被夹紧的电池块中。
发明内容
因此本发明要解决的问题是，提供一种蓄能元件，该蓄能元件可以配置成由棱柱形的电池和软包电池组成的被夹紧的电池块。
为解决该问题，在开头所述类型的蓄能单元情况下根据本发明规定，电池组由具有壳体的棱柱形电池以及至少一个被容纳在电池保持件中的软包电池构成，该电池保持件的外部尺寸与一棱柱形电池的壳体的外部尺寸对应。
根据本发明，软包电池并不是就这样被集成到电池组中，而是通过一电池保持件被集成到电池组中，该软包电池布置在该电池保持件中。该电池保持件在其外部尺寸上，也就是在其长度、宽度和高度上与棱柱形电池的壳体的外部尺寸对应。由于该电池保持件就像棱柱形的壳体一样足够坚固，所以也就可以以所需方式夹紧这种电池块。所以虽然由不同类型的电池组成，但是就各电池的偏差而言，这种电池块也是近似于“种类单一”的。
该电池保持件本身优选同样实施为内部容纳有一个或多个软包电池的封闭壳体。封闭壳体的实施方式提供了足够的稳定性。由于它在外部尺寸上与棱柱形电池的外部尺寸对应，所以在这种壳体中不仅可以设置有软包电池，而且—因为软包电池非常扁平—还可以设置两个甚至三个电池，从而通过仅使用一个这样的壳体-电池保持件，就可以将多个软包电池集成到电池组中。
在一种改进方案中规定，相同的接触元件在电池保持件中设置在与棱柱形电池的壳体的相应接触元件相同的位置。这样可以利用相同的连接技术或相同的连接平面来进行软包电池-电池保持件以及棱柱形电池的接触，从而形成了在接触方面同类的结构。
此外根据本发明可以规定，在两个电池之间并且如果可能的话在每个最外面的电池与夹紧板之间设有一间隔板。这些间隔板增加了电池组的硬度并对于夹紧来说提供了足够的稳定性，从而还可以施加更大的夹紧力。在此优选在每两个电池之间——无论所涉及到的是两个棱柱形电池，是一个棱柱形电池与一个位于电池保持件中的软包电池，或者是两个电池保持件——都设置间隔板，以及在每个位于末端的电池和直接相邻的夹紧板之间也设置间隔板。
作为夹紧机构可以使用的是夹紧带，但原则上在此还存在这种可能性，就是通过轴向撑杆来夹紧，这些撑杆如果可能的话从侧面延伸经过电池组。
附图说明
本发明的其他优点、特征和细节从下面所述的实施例以及借助附图予以说明。在此示出：
图1示出第一种实施方式的集成有聚合电池的壳体形式的根据本发明的电池保持件的剖面图，
图2示出第二种实施方式的集成有聚合电池的根据本发明的电池保持件的剖面图，
图3示出根据本发明的第一种实施方式的锂-混合-蓄能元件的原理示意图，和
图4示出根据本发明的第二种实施方式的锂-混合-蓄能元件的原理示意图。
具体实施方式
图1用剖面图示出了实施为长方形的封闭壳体的电池保持件1。该电池保持件优选由合成材料制成并且在其上侧具有用于使位于该电池保持件的内部的软包电池4与被夹紧在电池块中的其他锂电池单体相接触的接触接口2、3。这种锂-软包电池4作为本身柔性的电池被容纳在稳定的电池保持件1中。它以公知的方式具有两个极5、6，这两个极通过接触元件7、8与电池保持件1的接触接口2、3相连。
电池保持件1在该实施例中仅容纳有一个软包电池4。如果软包电池足够窄的话，可以设想在电池保持件1中集成第二或第三软包电池，条件是该电池保持件足够宽。
所述两个极5、6在根据图1所示的实施例中位于软包电池4的同一侧，而在图2所示的实施例中，所述极5、6位于软包电池4的相对的两侧。在这种情况下，所述接触元件7、8被相应实施或放置，使所述极5、6能够与相应的接触接口2、3连接。但是该软包电池4在此仍旧被容纳在实施为封闭壳体形式的电池保持件1中，因而也就是被完全封装的。
所述电池保持件1优选实施为由壳体本体本身和顶盖组成的两件式，顶盖以简单的方式被放上，以便将壳体封闭从而形成封闭的电池保持件1。可以设想例如通过将所述两个部件焊接在一起将这种封闭实施为不可解除的，这是非常容易的，因为它们优选由合成材料制成。作为备选，还可以通过相应的止动元件等来进行连接。
电池保持件1的外部尺寸——也就是其长度、宽度和高度——与棱柱形电池的外部尺寸对应。棱柱形电池原本就具有壳体，该壳体通常为矩形，但是当然也可以是其他形状，其中当然也要相应设计电池保持件1的形状，以便形成相同的几何形状。
在图3所示的实施例中，蓄能元件9作为电池块不仅包括棱柱形电池10，还包括集成有在此仅虚线示出的软包电池4的电池保持件1。如所述那样，电池保持件1的外部尺寸如图3所示与每个棱柱形电池的壳体11的外部尺寸对应。也就是说，它们优选高度、长度和宽度都相同。该壳体提供给软包电池4的稳定性足够使它能够被集成到这种电池组中。
在每两个电池之间总是放置一间隔板12，此外在每个位于末端的电池与端侧的夹紧板13之间也同样总是放置一间隔板12，从而也就形成了由夹紧板、间隔板和电池或电池保持件构成的交替式分层垛。该组合通过夹紧机构——在此是夹紧带14——被轴向牢固地夹紧。
图4示出了电池块形式的蓄能元件9的示例性配置的另一种实施方案。可以看出两个位于末端的夹紧板13，以及间隔板12和棱柱形电池10以及在此还有电池保持件1之间的次序，但是在该实施例中，在电池保持件中设有两个软包电池4。
虽然图4再次示出了内置仅一个电池保持件1(然而该电池保持件在此带有两个聚合电池4)，然而当然还可以设想内置多个电池保持件1，所述电池保持件分别具有一个或多个聚合电池4。也就是说，最终，电池块并且进而蓄能元件9的具体设计是随意的。
当然，棱柱形电池10也可以具有相应的接触接口，这些接触接口像所述的或者每一个集成到电池块中的电池保持件1的那些接触接口2、3一样，被放置在电池块的同一侧，使得所有的接触接口都能够以简单的方式相互接触。

Claims (6)

1.一种具有多个锂电池单体的蓄能元件，所述锂电池单体并排设置成电池组并且被设置在端侧的两个夹紧板夹紧，所述夹紧板通过夹紧元件彼此相连，其特征在于，所述电池组包括棱柱形电池单体(10)和至少一个软包电池(4)，所述棱柱形电池单体具有壳体(11)，所述软包电池容纳在电池保持件(1)中，该电池保持件的外部尺寸与棱柱形电池(10)的壳体(11)的外部尺寸对应。
2.根据权利要求1所述的蓄能元件，其特征在于，所述电池保持件(1)被实施为壳体。
3.根据权利要求1或2所述的蓄能元件，其特征在于，在电池保持件(1)中容纳有一个或多个软包电池(4)。
4.根据上述权利要求之一所述的蓄能元件，其特征在于，相同的接触元件(2、3)在电池保持件(1)上设置在与棱柱形电池(10)的壳体(11)的相应的接触元件相同的位置处。
5.根据上述权利要求之一所述的蓄能元件，其特征在于，在两个电池(1、10)之间并且如果可能的话在最外侧的电池(1、10)与夹紧板(13)之间设置间隔板(12)。
6.根据上述权利要求之一所述的蓄能元件，其特征在于，作为夹紧机构设置的是夹紧带(14)。
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