CN105074953A - 用于电池的电池单元以及用于制造电池单元的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电池的电池单元（100），其中所述电池单元（100）布置在壳体（120）中。所述电池单元（100）包括一个拥有第一接头的绕组（110、210）。此外，所述电池单元（100）具有一处于所述绕组（110、210）的第二接头（150）与所述壳体（120）之间的接触元件（160），其中所述接触元件（160）构造为用于将所述绕组（110、210）连接到所述壳体（120）上的电导体或热导体或者电的绝缘体和热导体，其中所述接触元件（160）具有一种横截面（190），该横截面大于所述第一接头（140）的横截面（195）并且/或者该横截面构造用于：将取决于所述绕组的蓄能密度的热量流在预先确定的时间里从所述绕组（110、210）通过所述接触元件（160）来传导给所述壳体（120），其中所述第二接头（150）与所述第一接头（140）电绝缘。

Description

用于电池的电池单元以及用于制造电池单元的方法
技术领域
本发明涉及一种用于电池的电池单元以及一种用于制造电池单元的方法。
背景技术
用电化学的单元的串联连接来产生具有较大的容量的、比如用于电动车用的驱动装置的高压蓄能器。目前，锂离子电池由于其较高的能量密度而代表着优先解决方案。锂离子电池的不利之处是其在过度放电或者深度放电时可能会起火和/或爆炸。一种危及安全的状态典型地由于内部的短路而产生，所述内部的短路在超过130℃-170℃的极限温度时导致-通常用英语的概念“Thermal Runaway（热逸散）”来表示的-放热反应。在这过程中活性材料及电解质被氧化。典型的热功率处于kW范围内，而所述反应通常在小于三十秒（t＜30s）的时间间隔里进行。因此，可能通过所述反应热来“影响”其它的单元。在外表上，在所述电池单元上除了T＞200℃的温度变化之外还会出现起烟或者起火情况，在单个情况中也记录了爆炸情况。为了防止上面所描述的“Thermal Runaway（热逸散）”，已知不同的安全措施。因此，在运行中强制规定了对于电池电压的监控。此外，所述电池单元比如可以设有熔融分离器（Schmelzseparator），所述熔融分离器在所定义的温度之上阻碍离子流和电流。在此放弃对于所有已知的安全机制及机构的完整的列举。
根据普遍的知识水平，所有在出现内部的短路之后所采取的措施的共同点是，它们没有在量方面防止热逸散。
发明内容
在这种背景前面，用本发明来介绍按独立权利要求所述的、一种用于电池的电池单元以及一种用于制造电池单元的方法。有利的设计方案从从属权利要求及以下说明中获得。
如果在相应的时间里可以将相应的热量从所述电池单元的绕组中排出，就可以避免电池单元的一个绕组的放热反应蔓延到相邻的绕组上，从而相邻的绕组不超过预先确定的极限温度并且由此不会进入到危及安全的状态中。
用于电池的电池单元，其中所述电池单元布置在一个壳体中，包括：
具有第一接头的绕组；
处于所述绕组的第二接头与所述壳体之间的接触元件，其中所述接触元件构造为用于将所述绕组连接到所述壳体上的、电的导体和热的导体或者电的绝缘体和热的导体，其中所述接触元件具有一种横截面，该横截面大于所述第一接头的横截面并且/或者该横截面构造用于：将取决于所述绕组的蓄能密度的热量流在预先确定的时间里从所述绕组通过所述接触元件来传导给所述壳体，其中所述第二接头与所述第一接头电绝缘。
此外，介绍一种用于制造用于电池的电池单元的方法，其中所述电池单元布置在一个壳体中，其中所述方法包括以下步骤：
提供一个具有第一接头的绕组；并且
在所述绕组的第二接头与所述壳体之间布置一个接触元件，其中所述接触元件构造为用于将所述绕组连接到所述壳体上的电的和热的导体，其中所述接触元件具有一种横截面，该横截面大于所述第一接头的横截面并且/或者该横截面构造用于：将取决于所述绕组的蓄能密度的热量流在预先确定的时间里从所述绕组通过所述接触元件来传导给所述壳体，其中所述第二接头与所述第一接头电绝缘。
车辆可以具有电池。所述车辆可以是汽车，尤其可以是客车或者载货车。“电池”可以是指蓄电池。所述电池可以具有至少一个电池单元。如果将多个电池单元装入在一个电池中，那么所述电池单元就可以并联和/或串联。“所述电池单元”可以是像比如可以用作为电极材料、尤其是阴极材料的NCM或者锰-尖晶石来实现的一样的、具有较高的能量密度的锂离子电池单元。此外，所述至少一个电池单元可以具有至少一个绕组。所述电池单元可以在所述绕组中具有电极。功能上的构造可以类似于三明治，也就是可以将一个正的放电器、一个阴极、一个分离器、一个阳极和一个负的放电器堆叠起来。从中产生的叠片可以按单元的所期望的结构形式来卷绕、堆放或者进行类似处理。然后，所述放电器应该向外与所述单元的极接头（Polanschluss）相连接。阳极和阴极通过所述分离器电绝缘。所述分离器多细孔并且被电解质从中穿过，离子被溶解在所述电解质中。阳极和阴极因而通过离子传导相连接，因此又名锂离子电池。在所述电池的极点上从负载中流过的电流通过被充电的电极的电位差来诱发。相反，在加载充电电压时离子流被倒转并且再次扩大阳极与阴极之间的电位差。所述电池的这种电位差或者端子电压取决于所储存的电荷并且由此取决于在所述电极中所储存的离子的数目。这可以被称为绕组，如果从中产生的叠片被卷绕起来。一个电池单元可以具有多个绕组。安全元件可以在短路和/或过度充电和/或深度放电和/或达到临界的温度时将所述绕组与所述电池单元和/或所述电池分开。因此，所述安全标准可以意味着超过和/或低于阈值。为此，比如可以对温度、电流强度或者电压强度进行监控并且将其与相应的阈值进行比较。“绕组的分开”可以是指绕组的接头与电池单元的连接触点之间的、电的连接的中断。所述绕组的第一接头和所述绕组的第二接头可以具有不同的极性。所述绕组的接头、也就是所述第一接头和/或所述第二接头可以构造为金属的结构。所述第二接头通过接触元件与所述电池单元的壳体相连接。所述接触元件可以是所述第二接头的一部分。所述接触元件可以是所述壳体的一部分。通过所述接触元件和/或所述第二接头可以将热量流从所述绕组传导给所述壳体。所述壳体可以构造用于：具有作为散热体的功能并且/或者将热能散发给环境。所述电池单元的壳体可以将热量流传导给所述电池的壳体。
特别有利的是本发明的一种实施方式，在该实施方式中额外地在所述第一接头上设置了一个导热的但是电绝缘的、具有一种横截面的接触元件，并且所述第一接头构造用于：将取决于所述绕组的蓄能密度的热量流在预先确定的时间里从所述绕组通过所述接触元件来传导给所述壳体，其中所述第二接头与所述第一接头电绝缘。本发明的这样的实施方式提供了可以特别快地将在所述绕组中产生的热量排出的优点。
按照本发明的一种特殊的实施方式，可以设置一个被分配给所述绕组的安全元件，该安全元件构造用于：在满足预先确定的安全标准时将所述绕组的第一接头在电方面与所述电池单元分开。本发明的这样的实施方式提供一种特别安全的电池单元的优点，因为在故障情况中、尤其是在满足所述安全标准时保证将电压与所述第一接头在电方面分开，从而比如可以防止短路。
此外，所述至少一个电池单元可以具有至少一个第二绕组。所述至少两个绕组可以在电方面彼此并联。
在一种实施方式中，所述至少一个电池单元可以构造为棱柱形的电池单元并且/或者所述绕组可以构造为棱柱形的绕组。所述电池单元的电极和分离器可以被卷绕成棱柱形。所述电池单元的至少一个绕组可以被卷绕成棱柱形。由此可以将绕组与棱柱形的结构形式的优点组合起来。
根据一种实施方式，所述绕组的第一接头可以由第一种材料构成并且所述绕组的第二接头可以由与所述第一种材料不同的第二种材料构成。在所述绕组叠片中或者在所述绕组中，在所述电极之间产生离子流。
此外，所述绕组的第二接头和所述电池单元的壳体可以具有相同的材料特性，尤其至少可以部分地由相同的材料构成。所述第二接头和所述壳体可以由相同的材料制成。所述第二接头的和所述壳体的材料可以具有相同的电的和/或热的特性。因此，所述处于第二接头与壳体之间的接触元件可以由相同的材料构成。通过相同的材料的使用，可以产生从所述第二接头通过所述接触元件朝所述壳体进行连续的或者保持相同的热传导的效果。
也有利的是，所述电池单元的壳体以及同时或者作为替代方案所述至少一个绕组的第二接头具有铝或者铝合金，并且同时或者作为替代方案所述至少一个绕组的第一接头具有铜或者铜合金。铝可以具有合适的热传导力。
此外，有利的是本发明的一种实施方式，在该实施方式中在预先定义的时间里能够通过所述接触元件来传导的热量流至少在公差范围之内与在所述电池单元的内含物质氧化时所释放的能量相对应。所述电池单元的至少一个绕组可以具有蓄能容量。在所述绕组中所储存的能量容量尤其可以在正常远行中作为电能来加以调用。“所述绕组的额定电容”可以是指以额定电压所储存的电能。所述绕组的、通过放热反应所释放的能量可能小于所述电池单元的或者所述绕组的额定电容。在放热反应时能量的释放可以在预先确定的时间间隔里来进行。所述时间间隔或者所述预先定义的时间可以处于十到三十秒的时间窗内。所述热量流可以相当于与所述绕组的额定电容相对应的热量。所述热量可以在比三十秒短的时间里从所述电池单元的绕组来传导给壳体。在此，所述热传导可能受到所述电池单元的绕组的、接触元件的或者壳体的材料的导热性的影响并且受到所述接触元件的或者所述第二接头的横截面的影响。
此外，所述第二接头可以具有比所述第一接头大的横截面。通过所述第二接头可以将热能传输给所述电池单元的壳体。对于较大的横截面来说，可以在相同的时间里传输比在这方面较小的横截面大的热量。与所述第一接头相比，通过所述第二接头可以将更多的热能从所述绕组上传导出去，因而能够有利的是，设置所述接头的较大的横截面。
此外，所述安全元件可以构造为熔融分离器。“安全元件”可以是指一种安全机制或者一种安全机构。
按照一种实施方式，所述电池单元的第一连接触点可以与所述至少一个绕组的第一接头电连接，并且/或者所述电池单元的第二连接触点可以与所述壳体和/或所述至少一个绕组的第二接头电连接。在此，所述第一连接触点和所述第二连接触点可以在电方面彼此绝缘。
此外，所述电池单元的壳体或者所述电池单元的壳体的至少一个侧面可以构造为所述电池单元的散热面或者散热体。在进行所述至少一个绕组的放热反应时，可以将热量从所述绕组传导给所述壳体。如果所述壳体的至少一个侧面构造为散热面或者构造为散热体，则可以将热量从所述壳体散发给环境或者任意的散热介质、尤其是环境空气。
也有利的是，在所述壳体中布置了至少一个另外的、在电方面与所述至少一个绕组并联的绕组。在此尤其所述至少一个另外的绕组的第一接头与所述至少一个绕组的第一接头电连接。所述至少一个另外的绕组的第二接头与所述至少一个绕组的第二接头电连接。为了提高所述电池单元的功率，可以将两个或者更多个绕组合并在一个电池单元中。多个绕组可以彼此并联。多个绕组可以彼此串联。也可以实现串联与并联的组合。在将所述绕组并联时，每个绕组都可以借助于安全元件来得到保护。因此在一个绕组失灵时剩余的电池单元可以继续提供电能。
为了提高电池的功率，可以将两个或者更多个电池单元合并在一个电池中。多个电池单元可以彼此并联。多个电池单元可以彼此串联。串联的电池单元可以被称为电池单元条。也可以实现串联与并联的组合。在将所述电池单元并联时，每个电池单元或者每个并联地布置的电池单元条可以借助于安全元件来得到保护。因此在电池单元或者电池单元条失灵时剩余的电池可以继续提供电能。
所述电池单元可以是按照ASIL预先规定的安全的电池单元。ASIL在此代表着“Automotive Safety Integrity Level（汽车安全完整性等级）”并且详细说明用于车辆中的、与安全相关的系统的安全要求。
所介绍的电池单元的一个方面是用于具有一个或者多个绕组的、棱柱形的大型单元的电池设计，其中可以防止所谓的“Thermal Runaway（热散逸）”。由此也可以将被视为难以控制的、具有较高的能量密度的电极材料、比如NCM用在汽车应用情况中。此外，可以根据功能上的安全的标准来对电池单元进行评估。因此，根据ASIL D，尤其是一个电池单元的或者一个绕组的单个故障不得导致所述电池的或者车辆电池的失灵。
换句话说，电池单元可以具有将所述绕组的第二接头面状地热连接到所述电池单元的壳体上的结构。所述第二接头可以是电池单元尤其是棱柱形的锂离子电池的、绕组的、正的铝制传电器。在此可以使绕组尺寸与热调整相匹配。所述比如构造为开关的安全元件可以中断电流。由此中断进一步的能量供给，使得所述内部的短路在出现之后再也不能影响功率输出。在这种情况下，应该将热量排出，用于保持T＜130℃的温度。
本发明的一种实施方式提供以下优点：对于具有已知的电极材料的汽车来说可以将所述能量密度以30%以内的幅度提高到200 Wh/kg。此外，可以使用自身安全的电池单元以及电池模块，所述自身安全的电池单元和电池模块在所述监控电子装置失灵时也可以安全地工作。因此，电池单元也可以被称为具有ASIL D能力（ASIL D-fähig）。所介绍的电池有利地提供得到提高的可用性，从而在故障情况中也可以继续行驶。
附图说明
下面借助于附图来示范性地对本发明进行详细解释。附图示出：
图1A是按照本发明的一种实施例的、一种电池单元的示意图；
图1B是按照本发明的一种实施例的、另一种电池单元的示意图；
图2是具有四个按照本发明的一种实施例的单元绕组的、棱柱形的电池单元的示意图；
图3按照本发明的一种实施例的、具有四个单元绕组的、棱柱形的电池单元的示意图；
图4是按照本发明的一种实施例的、具有四个单元绕组的、棱柱形的电池单元的示意图，其中一个单元绕组具有内部的短路；
图5a到图5e是关于按照本发明的一种实施例的、在图4中示出的电池单元的、所模拟的温度变化曲线；并且
图6是本发明的、一种作为方法的实施例的流程图。
在本发明的优选的实施例的以下说明中，为在不同的附图中示出的并且类似地起作用的元件使用相同的或者类似的附图标记，其中放弃对于这些元件的重复的描述。
具体实施方式
图1A示出了按照本发明的一种实施例的、电池单元100的示意图。所述电池单元100可以是用于车辆电池的电池单元。所述电池单元100具有一个绕组110，该绕组布置在壳体120中。一安全元件130布置在所述绕组110的第一接头140上。所述绕组110具有第二接头150。所述第二接头150通过接触元件160与所述壳体120相连接。所述电池单元100具有第一连接触点170和第二连接触点180。所述连接触点170和180也可以被称为所述电池单元的极点。所述第一连接触点170通过所述安全元件130与所述绕组110的第一接头140相连接。如果触发所述安全元件130，那就可以分开所述电池单元100的第一接头140与第一连接触点170之间的电的连接。所述绕组110的第二接头150通过所述接触元件160与所述电池单元100的壳体120在电和热方面相耦合。此外，所述第二接头150通过所述接触元件160与所述电池单元100的第二连接触点180在电方面相耦合。所述第一连接触点170和所述第二连接触点180被彼此隔绝。
即使所述接触元件160是电的绝缘体，所述接头150和所述极点180也应该电连接；同时所述第一接头140应该与所述第一连接触点170电连接。
在所述电池单元100的可以投入使用的状态中，所述第一连接触点170和所述第二连接触点180具有不同的极性。所述绕组110与所述壳体120之间的、由所述第二接头150及所述接触元件160构成的连接具有一种横截面190。对于在所述连接的长度的范围内变化的横截面来说，“横截面190”可以是指所述绕组110与所述壳体120之间的连接的最小的横截面。所述电池单元100的绕组110与第一连接触点170之间的连接至少包括所述第一接头140以及所述安全元件130。所述最后提到的连接具有一种横截面195，其中“所述横截面195”可以是指所述绕组110与所述第一接头170之间的连接的最小的横截面。
在一种实施例中，所述电池单元100可以具有至少一个绕组110，其中所述至少一个绕组110可以被卷绕成棱柱形。在另一种未示出的实施例中，所述电池单元100可以具有多个绕组110，也就是至少两个绕组110。在此，可以为每个绕组110各设置一个安全元件130。如果在一种实施例中在一个电池单元100中布置了多个绕组110，那么这些绕组可以彼此并联并且/或者作为替代方案可以彼此串联。
此外，能够设想电池单元100的一种变型方案，在该变型方案中在所述绕组110的第一接头140与所述壳体120之间布置了一个接触元件161。这样的变型方案在本发明的一种实施例的、图1B的示意图中示出。在此，所述接触元件161构造为用于将所述绕组110连接到所述壳体120上的、电的和热的导体或者热的导体和电的绝缘体。所述接触元件161由此构造为具有横截面191的、导热的但是电绝缘的接触元件161，其中所述第一接头140构造用于将取决于所述绕组的蓄能密度的热量流在预先确定的时间里从所述绕组110通过所述接触元件161来传导给所述壳体120，其中所述第二接头150与所述第一接头140电绝缘。
图2示出了按照本发明的一种实施例的、具有四个绕组110；210的、棱柱形的电池单元100的示意图。所述电池单元100可以是一种如在图1中所描绘的那样的电池单元100。也已经描述过，绕组110；210也可以被称为单元绕组110；210。在图2中示出了四个并联地布置的绕组110；210，所述绕组分别通过一个接触元件160与所述壳体120相连接。在一种实施例中，所述壳体120可以是铝制壳体。在附图中从左作为第二个来布置的、设有附图标记210的绕组具有短路。在图4和图5a到5e中关于时间详细地描绘了在出现短路时的温度变化曲线。两个用“A”来表示的箭头指出图2的、如在下面的图3中所示出的那样的俯视图。在一种实施例中，所述壳体120是铝制壳体。
图3以俯视图示出了按照本发明的一种实施例的、具有四个绕组110、210的、棱柱形的电池单元100的示意图。所述电池单元100可以是在图1中示出的电池单元100。在图3中的俯视图可以是在图2中用箭头“A”来标识的电池单元100的俯视图。在壳体120中布置了四个并联地布置的绕组110；210。在一个端部上，所述绕组110；210通过一个接触元件160分别与所述壳体120相连接，在所述四个接触元件160之间分别有一个无电解质的空间360。在与所述绕组110、210的和接触元件160相连接的端部对置的一侧上，所述绕组通过一个被隔离的放电器370彼此相连接。按照在图1中示出的实施例并且在图3中未出的情况下，在所述被隔离的放电器370与所述绕组110；210之间分别布置了一个安全元件。所述被隔离的放电器370与所述第一连接触点170相连接，所述第一连接触点3在这种实施例中布置在所述壳体上侧面上。同样在所述壳体上侧面上在所述壳体上侧面的主伸展结构的另一个端部上，布置了所述第二连接触点180，该第二连接触点与所述壳体120电连接。所述第一连接触点170和所述第二连接触点180彼此被隔离。所述被隔离的放电器370在一种实施例中可以由铜制成。所述被隔离的放电器370和所述第一连接触点170比如借助于塑料薄膜和/或塑料密封件朝所述壳体在电方面被绝缘。在一种实施例中，所述壳体120以及同时或者作为替代方案所述接触元件160由铝或者铝合金制成。
换句话说，图3示出了所述电池单元100的俯视图。在一种实施例中，所述阴极的铝制放电器、也就是所述第二接头150和/或所述接触元件160为了进行更好的散热而大面积地与所述壳体120相连接。而所述阳极的铜制放电器、也就是所述第一接头140则与所述壳体120电绝缘（比如通过塑料薄膜）。
用于汽车-电池系统的大型电池（Großzelle）可以由多个彼此并排的单元绕组所构成。这些单元绕组在一种实施例中被并联连接。所介绍的电池单元的一个方面是，如果在相关的绕组中存在着短路，则比如用保险丝来中断这种并联线路。在一种实施例中，如此设计所述绕组的电容的尺寸，使得排热效果大到足以用于在短路时保持T＜130℃的温度。用于可预料的热量的、保守的估计可以在以下假设的基础上作出：充满电的单元的、通过放热反应所释放的能量Erunaway小于以kWh计的额定容量Enenn，也就是说：
。
除此以外，可以在AABC 2008年第四届大型锂离子电池技术及应用国际研讨会（4th International Symposium on Large Lithium-Inon Battery Technology and Application）的“Thermal Abuse Modelling of Li-Ion Cells and Propagation in Modules”的基础上假设，能量的释放在10s＜t＜30s的时间窗里进行。由此对于所介绍的实施例来说产生：
与一个单个的绕组的、以kWh计的额定电容相对应的热量必须能够在t＜30s的时间里如此被排出，使得所述相关的绕组的温度保持低于130℃。
一个有关于此的方面是kWh计的绕组电容和从绕组到壳体及环境的热传导。因此，在一种实施例中，所述正电极的铝制放电器被面状地连接到所述同样处于阴极电位上的铝制壳体上。沿着所述铝制放电薄膜的热传导很高（＞100 W/m/K），并且面状地穿过所述绕组。从绕组到绕组的、或者沿着径向的方向的传热系数更确切地说比较小（＜5 W/m/K）。还更好的散热效果在理论上可以通过将所述铜制放电薄膜连接到所述壳体上这种方式来实现。但是，这一点在这种实施例中由于铝和铜的正常电位而不可能。
在另一种未示出的实施例中，可以在过度充电时使用具有用于进行电压缓冲（Spannungspufferung）的添加物的电解质。
图4示出了按照本发明的一种实施例的、具有四个单元绕组110、210的、棱柱形的电池单元100的示意图，其中一个单元绕组210具有内部的短路。所示出的电池单元100可以是一种如在附图1-3中所描绘的那样的电池单元100。图4示出了四个并联地布置的绕组110；210、210，其中所述绕组210具有短路。两个箭头410、420示出了两个相邻地布置的绕组110、210之间（箭头410）和所述具有短路的绕组210与所述壳体箭头420之间的、以每米和开耳芬-瓦特计的导热性。所述绕组110；210、210中的热量曲线在图5a到5d中示出。此外，在图5e中示出了在将所述绕组110；210、210包围的壳体中的温度变化曲线。
图5a到5e示出了关于按照本发明的一种实施例的、在图4中示出的电池单元的、所模拟的温度变化曲线。在笛卡尔坐标系中，在横坐标上示出了以秒计的时间并且在纵坐标上示出了以摄氏度计的温度。在图示的开始，所述绕组110；210具有35℃的运行温度。所述具有短路的绕组210已经加热到大约200℃的温度。
图4示出了具有4个绕组110；210、210的电池单元的、在运行温度为35℃时的示意图，其中一个绕组具有内部的短路（210）；所述绕组110；210、210中的以及所述壳体120中的、所模拟的温度变化曲线则在图4旁边示出的图5a到5e中示出；在此，可以从图5a到5e中看出，相对于具有内部的短路电阻的绕组（210）的相邻电阻110；210未被“点燃”，也就是说其温度保持低于130℃（T＜130℃）。
图5a、5c和5d具有类似的温度变化曲线。从图示的开始，所述温度上升到大约80℃的数值，在大约150 s之后达到这个数值。此后，所述温度在1000 s之内下降到一个处于公差范围内的、比原始温度高的数值，此后总是渐近地进一步接近所述原始温度。
图5b示出了具有短路的绕组的温度变化曲线。在图示的开始，所述温度大约为200℃，并且而后在250 s之内下降到大约80℃的数值，然后在进一步的进程中在接下来的3000 s里渐近地接近35℃的运行温度。
在图5e中示出了所述电池单元的壳体的温度。在图示的开始，所述壳体的温度为大约35℃的运行温度，而后在大约150 s的时间之内上升到44℃的最大值。在达到所述最大值之后，所述温度又缓慢地下降到原来的运行温度，其中达到所述最大值之后在前1500s里按照比例快速地一直下降到一个勉强比所述运行温度高的数值，也就是说在所述运行温度之上的公差范围内下降，然后在接下来的1500s里渐近地接近所述运行温度。在此，所述运行温度之上的公差范围为5℃。
从对于图4的和图5a到5e中的所属的温度变化曲线变化的观察中，可以清楚看出，在所述绕组110；210中所述温度没有上升超过130℃，并且由此所述绕组110；210没有因短路的绕组210而受到损害。
图6作为用于制造用于车辆用的、具有至少一个绕组的电池的电池单元的方法介绍性示出了本发明的一种实施例的流程图。所述电池单元布置在一个壳体中。所述方法包括提供610一个被分配给所述绕组的安全元件的步骤，所述安全元件构造用于：在满足预先确定的安全标准时将所述绕组的第一接头在电方面与所述电池单元分开。此外，所述方法600包括在所述绕组的第二接头与所述壳体之间布置620一个接触元件的步骤，其中所述接触元件构造为用于将所述绕组连接到所述壳体上的、电的和热的导体，其中所述接触元件具有一种横截面，该横截面大于所述第一接头的横截面，并且/或者构造用于：将取决于所述绕组的蓄能密度的热量流在预先确定的时间里从所述绕组通过所述接触元件来传导给所述壳体，其中所述第二接头与所述第一接头电绝缘。此外，所述方法600包括将一个接触元件布置在所述绕组的第一接头与所述壳体之间的步骤630，其中所述接触元件构造为用于将所述绕组连接到所述壳体上的、电的和热的导体或者热的导体和电的绝缘体。
仅仅示范性地选择了所描述的并且在附图中所示出的实施例。不同的实施例完全可以或者关于各个特征可以彼此组合起来。一种实施例也可以通过另一种实施例的特征来得到补充。
此外，按本发明的方法步骤可以重复地并且以与所描述的顺序不同的顺序来执行。
如果一种实施例包括第一种特征与第二种特征之间的“与/或”联结，那么这一点可以如此解读，使得所述实施例按照一种实施方式不仅具有所述第一种特征而且具有所述第二种特征并且按照另一种实施方式要么仅仅具有所述第一种特征要么仅仅具有所述第二种特征。

Claims (13)

1. 用于电池的电池单元（100），其中所述电池单元（100）布置在壳体（120）中，其中所述电池单元（100）具有以下特征：
具有第一接头（140）的绕组（110；210）；
处于所述绕组（110；210）的第二接头（150）与所述壳体（120）之间的接触元件（160），其中所述接触元件（160）构造用于将所述绕组（110；210）连接到所述壳体（120）上的热导体和电导体或者电绝缘体和热导体，其中所述接触元件（160）具有大于所述第一接头（140）的横截面（195）的横截面（190），并且/或者该横截面构造用于：将取决于所述绕组的蓄能密度的热量流在预先确定的时间里从所述绕组（110、210）通过所述接触元件（160）传导给所述壳体（120），其中所述第二接头（150）与所述第一接头（140）电绝缘。
2. 按权利要求1所述的电池单元（100），该电池单元作为补充方案或者替代方案在所述第一接头（140）上具有一个拥有横截面（191）的、热传导和电传导的接触元件（161）或者热传导但是电绝缘的接触元件（161），并且所述第一接头（140）构造用于：将取决于所述绕组的蓄能密度的热量流在预先确定的时间里从所述绕组（110；210）通过所述接触元件（161）传导到所述壳体（120）上，其中所述第二接头（150）与所述第一接头（140）电绝缘。
3. 按权利要求1或2所述的电池单元（100），其中设置了被分配给所述绕组（110；210）的安全元件（130），该安全元件构造用于在满足预先确定的安全标准时将所述绕组（110；210）的第一接头（140）在电方面与所述电池单元（100）分开。
4. 按前述权利要求中任一项所述的电池单元（100），其中所述至少一个电池单元（100）具有至少一个第二绕组（110；210）。
5. 按前述权利要求中任一项所述的电池单元（100），其中所述绕组（110；210）的第一接头（140）由第一种材料构成，并且所述绕组（110；210）的第二接头（150）由与所述第一种材料不同的第二种材料构成。
6. 按前述权利要求中任一项所述的电池单元（100），其中所述绕组（110；210）的第二接头（150）和所述电池单元（100）的壳体（120）具有相同的材料特性，尤其至少部分地由相同的材料构成。
7. 按前述权利要求中任一项所述的电池单元（100），其中在预先定义的时间里能够通过所述接触元件（160）来传导的热量流至少在公差范围之内与在所述电池单元的内含物质氧化时所释放的能量相对应。
8. 按前述权利要求中任一项所述的电池单元（100），其中所述第二接头（150）具有比所述第一接头（140）大的横截面（190）。
9. 按前述权利要求中任一项所述的电池单元（100），其中所述电池单元（100）的第一连接触点（170）与所述至少一个绕组（110；210）的第一接头（140）电连接并且/或者所述电池单元（100）的第二连接触点（180）与所述壳体（120）和/或所述至少一个绕组（110；210）的第二接头（150）电连接，其中所述第一连接触点（170）和所述第二连接触点（180）彼此电绝缘。
10. 按前述权利要求中任一项所述的电池单元（100），其中所述壳体（120）或者所述壳体（120）的至少一个侧面构造为所述电池单元（100）的散热面或者散热体。
11. 按前述权利要求中任一项所述的电池单元（100），其中在所述壳体（120）中布置了至少一个另外的、在电方面与所述至少一个绕组（110；210）并联的绕组（110；210），尤其其中所述至少一个另外的绕组（110；210）的第一接头（140）与所述至少一个绕组（110；210）的第一接头（140）电连接，并且所述至少一个另外的绕组（110；210）的第二接头（150）与所述至少一个绕组（110；210）的第二接头（150）电连接。
12. 用于制造用于电池的电池单元（100）的方法，其中所述电池单元（100）布置在一个壳体（120）中，其中所述方法（600）具有以下步骤：
提供（610）一个具有第一接头（140）的绕组（110；210）；并且
在所述绕组（110；210）的第二接头（150）与所述壳体（120）之间布置一个接触元件（160），其中所述接触元件（160）构造为用于将所述绕组（110；210）连接到所述壳体（120）上的、电的和热的导体或者电的绝缘体和热的导体，其中所述接触元件（160）具有一种横截面（190），该横截面大于所述第一接头（140）的横截面（195）并且/或者该横截面构造用于：将取决于所述绕组的蓄能密度的热量流在预先确定的时间里从所述绕组（110；210）通过所述接触元件（160）来传导给所述壳体（120），其中所述第二接头（150）与所述第一接头（140）电绝缘。
13. 按权利要求12所述的方法（600），该方法此外具有在所述绕组（110；210）的第一接头（140）与所述壳体（120）之间布置接触元件（161）的步骤，其中所述接触元件（161）构造为用于将所述绕组（110；210）连接到所述壳体（120）上的、电的及热的导体或者热的导体及电的绝缘体。
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