CN110024160B - 机动车电池模块、机动车及制造电池模块和机动车的方法 - Google Patents

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Abstract

用于用作电动车用的能量存储器的具有至少5KWh能量含量的机动车电池模块是已知的。这样的电池模块(100)包括多个单体电池(20)，所述多个单体电池分别具有至少一个壳体(22)并且分别具有至少一个布置在壳体中的原电池(24)。另外，该电池模块包括连接装置(50,60)，单体电池(20)借助于该连接装置被联合成可作为整体被操纵的电池模块(100)。建议了：电池模块(100)在其外侧处具有被喷涂的、至少局部地包围电池模块(100)的、包含蜡的保护层(104)。

Description

机动车电池模块、机动车及制造电池模块和机动车的方法
技术领域
本发明涉及一种具有至少5KWh能量含量的机动车电池模块以及一种具有电的驱动马达和至少一个用于给驱动马达供电的机动车电池模块的机动车。此外，本发明涉及用于制造机动车电池模块的、以及用于鉴于在电池模块的和用于容纳电池模块的支撑结构的区域中的耐腐蚀性来构造机动车的方法。
背景技术
机动车驱动装置的电气化即将取得突破。一方面，每千瓦时的电池价格持续下降。另一方面，越来越多的充电站可供使用。结果，电动车的应用范围变得越来越大并且越来越广泛的买家阶层（Kaeuferschicht）可以买得起电动车。
机动车的电驱动装置通常由机动车电池模块来供电，所述机动车电池模块由多个单体电池组成，这些单体电池又分别包括至少一个原电池和在一壳体，在所述壳体中包含至少一个电池。
目前，在电动车中几乎仅仅使用锂离子电池来作为单体电池。该类型的电池具有高的能量密度、经受得住大量充电循环并且不具有值得一提的记忆效应。锂离子电池一般而言在阴极具有锂化（lithiiert）过渡金属氧化物而在阳极具有能够用于锂的插入作用的材料、例如石墨。这些电极被利用液体电解质浸透。
该电解质涉及导电盐的溶液。在此，作为导电盐特别地使用氟化导电盐、例如六氟磷酸锂。作为溶剂大多数使用有机溶剂、特别是有机碳酸盐、例如碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯、环醚、例如四氢呋喃或其混合物。
有问题的是，氟化导电盐、例如所提及的六氟磷酸锂是非常活泼的化合物。如果具有氟化导电盐的电解质从锂离子电池流出，则在与空气湿气接触时形成氢氟酸。众所周知，氢氟酸是极其腐蚀性的并且有毒的物质。氢氟酸对几乎任意金属都腐蚀性地起作用。如果氢氟酸例如与机动车的钢-或铝车身接触，那么由于腐蚀造成的损坏是不可避免的。
原则上，机动车电池模块的单体电池的壳体被良好地密封。所述壳体经常由焊接的或浇铸的、例如由铝或钢构成的金属容器和金属框架构成并且具有一个或两个电极套管(Poldurchfuehrung)，单体电池的至少一个原电池通过所述电极套管电地接触。电解质流出的危险不是非常大。然而机动车电池模块具有越多单体电池，那么特别是在电极套管的区域中，电解质流出的危险就愈加上升。同样地，在机动车情景中待预期的颤动和振动可能导致壳体失效和电解质流出。
腐蚀性的组成成分(Bestandteile)在其它种类的电池中同样存在，以至于在用于车辆驱动的大多数电池模块中基本上存在以下危险：按规定被封装的组成成分可能流出，所述组成成分可能损坏车辆车身。
在车辆制造中所争取的是，车身在几十年上尽可能保持没有腐蚀损坏。该时间段目前还超过电池模块所使用的时间段。因此所争取的是，电池在其使用周期结束时并且在失效情况中在因此上升的电解质流出的危险的情况下不带来对于可继续使用的车身的损坏。
发明内容
本发明基于以下任务：找到一种技术解决方案，以便减少或避免这样的电解质流出的负面后果、特别是所提及的腐蚀损坏。
该任务通过一种机动车电池模块、通过一种机动车以及通过一种方法来解决。
具有至少5KWh能量含量的机动车电池模块具有以下特征：
a.所述电池模块包括多个单体电池，所述多个单体电池分别具有至少一个壳体并且分别具有至少一个布置在壳体中的原电池，以及
b.所述电池模块包括一种连接装置，所述单体电池借助于该连接装置被联合成能够作为整体被操纵的电池模块，
根据本发明，
c.所述电池模块在其外侧处具有被喷涂的、至少局部地包围所述电池模块的、包含蜡的保护层，其中所述保护层的层厚处于5μm与50μm之间，
d.其中，蜡被包含到粘合剂的基质中。
所述机动车具有驱动电机和至少一个用于给驱动电机供电的机动车电池模块，具有以下特征：
a.所述机动车具有带有多个单体电池的至少一个电池模块，所述多个单体电池被彼此联合成具有至少5KWh能量含量的电池模块，
其特征在于以下特征：
b.根据上述机动车电池模块来构造该机动车电池模块。
用于制造具有至少5KWh能量含量的机动车电池模块的方法具有以下特征：
a.分别包括至少一个原电池和一壳体的多个单体电池借助于连接装置彼此被连接成能够作为整体被操纵的电池模块，在所述壳体中包含至少一个原电池，以及
b.在所述电池模块的外侧上借助于喷雾过程涂覆由能够喷雾的、包含蜡的并且适合于凝固的喷雾材料构成的保护层，该喷雾材料在凝固之后形成至少局部地包围所述电池模块的保护层，其中所述保护层的层厚处于5μm与50μm之间，
c. 所述喷雾材料除了蜡之外还包括一种粘合剂，该粘合剂作为另外的形成层的成分，所述粘合剂在凝固之后形成一种包含蜡的基质。
用于鉴于在电池模块的和用于容纳所述电池模块的支撑结构的区域中的耐腐蚀性而构造机动车的方法具有以下特征：
a.所述电池模块在装入到所述支撑结构中之前或之后借助于根据上述的方法设有保护层。
根据本发明的机动车电池模块是用于电驱动的机动车的电池模块并且因此具有至少5KWh的比较大的能量含量。电动车的能量存储器的通常的总能量含量通常处在20KWh与100KWh之间，其中，这可以通过一个或多个电池模块来获得。因此，根据本发明的电池模块具有在5KWh与200KWh之间的、优选地在20与100KWh之间的能量含量。
这样的电池模块包括多个单体电池、优选地双数个（zwei-Zahl）单体电池，所述单体电池通常被串联。单体电池分别具有壳体，所述壳体容纳单体电池的至少一个原电池。该壳体构成防止电解质泄漏的首要的保护。壳体优选地是棱柱状的并且大多数具有壳罩体和盖罩体，它们被彼此焊接。然而基于本发明的问题在于：在壳体的电极套管区域中的焊接或密封在几年之后可能磨损，以至于电解质于是可能流出。壳体如先前所提及的那样可能是焊接的或浇铸的、例如由铝或钢构成的金属容器。塑料壳体也是可能的。
所提及的单体电池被联合在电池模块中，其中，这通过连接装置达到。该连接装置是一种机械地捆扎单体电池的装置，从而使得单体电池紧接着在装配的过程中可以一起被移动并且被装入到车辆中。
如此地由单体电池和连接装置形成的电池模块根据本发明至少局部地被作为腐蚀防护的保护层所遮盖，所述保护层覆盖整个电池模块或特别受到威胁的部分区域。
该保护层首要地不是用于保护电池模块，而是用于保护车身。通过该保护层实现了：以液体形式或以气态形式从损坏了的单体电池流出的电解质或组成成分在这前面不能与车身部件达到接触。然而附加地，保护层同样导致了：流出的电解质仅仅能够以很少的量到达与损坏了的单体电池相邻的单体电池的区域中并且可能在那里引起损坏。
连接装置可包括完全包围单体电池的外壳。在该情况中，保护层被涂覆在外壳的外侧上并且至少大部分遮盖该外侧。
外壳在这样的构造方案的情况中构成对于损伤的单体电池的情况而言的附加的保护。只有当不仅在单体电池的壳体中而且在模块的包围的壳体处存在损坏时，才出现电解质或其成分的流出。被涂覆到外壳的外侧上的保护层于是防止了：该流出的介质到达车身部件。
然而附加地，附加的保护层同样可以在该情况下直接涂覆到被放入外壳中的单体电池上，从而获得附加的保护。
备选于完全隔绝地包围单体电池的外壳，连接装置备选地可以仅仅部分地包围单体电池，从而使得单体电池的壳体的外表面同时形成电池模块的外表面。在该情况下，该保护层被构造成共同的保护层，所述保护层至少局部地遮盖多个单体电池的壳体的外表面。
这样的连接装置可以像笼子或盆地构造，其将单体电池组合成一个单元。单体电池的壳体局部地形成电池模块的外侧并且相应与此地至少局部地以根据本发明所设置的保护层通过喷涂而被遮盖。特别地，单体电池的那个在其上设置有电极的壳体侧可通过连接装置保持可以接近，从而在将单体电池组合成电池模块之后可建立单体电池的连接。
连接装置可构造成由塑料或金属、特别是钢或铝构成的笼子、壳体或半壳罩。
根据本发明的机动车装备有电的驱动马达和至少一个用于给驱动马达供电的机动车电池模块。此外，机动车具有至少一个具有多个单体电池的电池模块，这些单体电池彼此被联合成具有至少5KWh能量含量的电池模块。在此，电池模块根据上面所描述的方式来构造。
机动车具有车身，所述车身包括用于容纳至少一个所描述的电池模块的支撑结构、特别是盆式的支撑结构。
优选地，该车身在支撑结构的区域中同样构造有蒙上支撑结构表面的保护层。因此，不仅通过在电池模块上的保护层降低了电解质的腐蚀性的组成成分与车身部件接触的危险，而且特别地受到威胁的车身部件附加地同样设有喷涂的保护层。该支撑结构可以特别地包括空心型材。为了使得没有由于在这些空心型材中的固定孔和类似装置而存在流出的电解质或其组成成分的侵入的危险，该空心型材优选地同样从内部设有喷涂的保护层。
在车辆的支撑结构中优选地容纳有多个各设有保护层的电池模块。特别优选的是，这些电池模块优选地在建立电池模块之间的电连接之后共同地设有另一被喷涂的保护层，从而使得与此相关的电缆连接被蒙上该另外的保护层。
此外，被容纳在支撑结构中的电池模块的总体优选地被盖罩所遮盖。被看作有利的是，该盖罩同样再次被覆盖了保护层。
因此在理想情况中所争取的是：在设有被喷涂的保护层的支撑结构中各容纳了设有被喷涂的保护层的电池模块，该支撑结构又设有被共同喷涂的保护层，在该支撑结构被盖罩覆盖之前，所述盖罩的外侧同样被蒙上喷涂的保护层。
相应的根据本发明的用于制造机动车电池模块的方法设置了，多个单体电池彼此被连接成可作为整体被操纵的电池模块，所述单体电池分别包括至少一个原电池和一个壳体，在所述壳体中包含至少一个电池。
在电池模块的外侧上然后借助于喷雾过程涂覆由可喷雾的并且适合于凝固的喷雾材料构成的保护层，喷雾材料在凝固之后构成至少部分地包围电池模块的保护层。
喷雾材料的散布优选地手动地借助于喷枪(Sprühpistole)或通过机器人操纵的喷雾工具来实行，所述喷雾材料在电池模块的外侧上紧接着形成所描述的保护层。喷雾材料的涂覆过程可设置在车辆生产链中的不同位置处。因此一方面电池模块能够在时间上并且必要时在地点上与装入到车辆车身中分开地设有保护层并且紧接着以适当的运输包装被提供给车辆制造商。然而备选地，喷雾过程同样可在车辆制造商处实现，由此存在以下可能性：不仅仅在电池模块自身上的而且在车身部件上的保护层涂覆共同地、也就是说以相同的喷雾设备和/或在相同的喷雾站处在车辆制造的范畴下被执行。
在借助于共同的外壳将单体电池连接成电池模块的情况下，在喷雾过程时优选地给该外壳的外侧设有保护层，所述外壳共同地完全包围多个单体电池。该保护层被涂覆在整个外侧上或几乎(>90°的)整个外侧上，或者该保护层仅仅选择性地涂覆在特别受威胁的区域中、例如在两个壳体壳罩之间的分离线的区域中。
在借助于一种敞开的连接装置将单体电池连接成电池模块的情况中，所述连接装置共同包围多个单体电池，其中，单体电池的壳体局部地构成电池模块的外侧，在喷雾过程时优选地给单体电池的壳体的暴露的外侧设有共同的保护层。在此，在延续的喷雾过程的范畴下，共同的保护层被涂覆在单体电池中的多个单体电池上、特别是在壳体侧的区域中，在所述区域处设置有单体电池的电极。
被看作有利的是，单体电池在涂覆保护层之前已经彼此连接。在具有封闭的外壳的构造方案的情况中，这大多是强制地必要的，因为在涂覆保护层之后通常不再能够在不损坏保护层的情况下打开外壳。在具有空出单体电池的壳体的连接装置的构造方案的情况中，被安装用于连接目的的、在单体电池之间的连接线被保护层一起润湿。以下需求被取消：电极在喷雾过程之后被从隔绝的保护层释放。
此外可能有利的是，为了保护至少一个用于连接电池模块的接触区段，在保护层的涂覆之前给该接触区段设有临时遮盖物。这样的临时遮盖物可以例如以小塑料盖的形式设置，所述临时遮盖物在喷雾之前被推到电极触点上。
用于机动车鉴于在电池模块的和用于容纳电池模块的支撑结构的区域中的耐腐蚀性的构造方案的、根据本发明的方法设置了，电池模块在装入到支撑结构中之前或之后借助于上述方法设有防腐蚀层。
有利的是，在将电池模块装入到支撑结构中之前给支撑结构的表面同样设置保护层，其中，该保护层在支撑结构处优选地由与电池模块的保护层相同的喷雾材料构成并且特别优选地在共同的喷雾过程的范畴下借助于相同的喷雾设备来涂覆。
特别是在保护层的喷涂紧邻于将电池模块装入到车辆车身中之前而实现的方法中提供了，不仅只有电池模块自身、而且车身在电池模块紧邻的周围环境中的受威胁的区域都设有保护层。由此实现进一步的防腐蚀的保护措施。
在上述电池模块以及必要时车身侧的支撑结构中使用的保护层用于车身的腐蚀防护，因为防止了：以液体或气态形式流出的电解质液体或其组成成分到达车身部件并且会造成损坏。紧接着将说明对喷雾材料优选地提出哪些要求。
优选的是，喷雾材料被构造用于：构成电绝缘的保护层。为此，所述材料在各种情况下仅仅包括不导电的或可被转变到不导电状态中的成分。喷雾材料和由此构成的保护层然而不必具有相同特性，因为在喷射或紧接着的硬化的过程中挥发的部分组成成分例如可以被排气。重要的仅仅是，所形成的保护层具有所提及的电绝缘作用。这在油式的或蜡式的防腐剂的情况下通常是存在的。相应地，喷雾材料以及因此保护层也优选地包含蜡。
合适的喷雾材料的成分一般而言是形成层的成分并且必要时是载体成分，其一般而言涉及溶剂或分散剂，在其中形成层的成分溶解或分散地存在。在不存在载体成分的情况中，形成层的成分一般而言自身以液体形式存在，因此确保了其可喷雾性。
合适的形成层的成分例如是商业上能够获得的蜡，所述蜡例如在机动车的空腔防腐的领域中被使用，只要其不包含导电的添加物，所述添加物给由其构成的喷雾材料和/或由其构成的保护层赋予了导电特性。
特别地，该蜡涉及在矿物油基础上的蜡、特别地涉及石蜡。
特别优选地，蜡、特别是在矿物油基础上的蜡(特别优选地石蜡)具有在30至95°C、特别优选地35°C至85°C范围中的凝固点。
在另外的特别优选的实施方式中，喷雾材料除了蜡之外附加地具有粘合剂来作为另外的形成层的成分，特别是具有在凝固之后具有至少100°C、特别优选地120°C的温度稳定性的粘合剂。这样的粘合剂在凝固之后能够构成基质，蜡被贮存到所述基质中。即使在高于所提及的100°C、特别是所提及的120°C的温度时，该基质仍然保持维持。
蜡通过单纯冷却能够凝固，而该凝固在粘合剂的情况中众所周知地通过物理烘干(即溶剂的移除)和/或通过化学反应来实现。
由蜡和粘合剂构成的组合物使得能够提供具有仅仅少许μm厚度的特别薄的保护层。粘合剂的单独使用虽然同样可以为了有效的防腐而引起有效的保护层，然而仅仅由粘合剂构成的层一般而言必须明显大于100μm厚或多层地构造。在与蜡的组合中，明显很小的厚度是足够的。
作为粘合剂，喷雾材料可以例如包括醇酸树脂、丙烯酸树脂、聚酯、聚氨酯、天然的和合成的具有OH-功能性的油、具有OH-功能性的氧化蜡和凡士林以及烃树脂。这些粘合剂一般而言具有至少一种官能团，所述官能团从由氨基、羧基和羟基构成的组中选择。
在优选的实施方式中，形成层的成分包括由至少一种粘合剂和至少一种固化剂构成的组合。对于专业人士而言，由粘合剂和对此合适的固化剂构成的组合是已知的。上述粘合剂例如可以与基于胺类、过氧化物、二异氰酸酯和其混合物基础上的固化剂相组合。作为这样的固化剂的具体例子可以举出二苯甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和这些化合物的衍生物。
优选地，粘合剂不具有下述溶剂，所述溶剂在凝固时和/或为了使形成层的成分凝固必须被移除。
特别优选地，喷雾材料除了蜡之外包括能够氧化交联的和/或借助于辐射可交联的粘合剂来作为粘合剂，所述粘合剂特别是在聚酯基础上能够形成可以贮存蜡的基质。为此例如具有自由基可交联的侧链的聚酯树脂是合适的。
在另外的特别优选的实施方式中，喷雾材料除了蜡之外包括氨酯树脂、醇酸树脂或丙烯酸树脂。
在优选的实施方式中，形成层的成分可被添加一种或多种添加剂，所述一种或多种添加剂影响喷雾材料的加工特性或保护层的特性。这样的添加剂例如可以是防腐添加剂、例如磺酸钙；填充剂、例如滑石粉；流变能力的添加剂；影响粘合剂的硬化的催化剂和影响保护层的伸展性和弹性的软化剂。作为软化剂例如考虑例如邻苯二甲酸二乙酯的邻苯二甲酸酯。聚氨酯基聚合物例如具有特别好的绝缘作用。
与上述实施方案一致，喷雾材料在优选的实施方式中不包括可导电的或导致所形成的保护层能够导电的成分。
作为载体成分，喷雾材料原则上同样可包含溶剂、例如有机溶剂或水，所述溶剂在凝固时和/或为了使形成层的成分凝固而被移除。但是特别优选地不具有这样的溶剂。
特别优选地，喷雾材料包括矿物油、特别是由饱和的呈链状的和/或饱和的呈环形的和/或芳香族的碳氢化合物构成的矿物油来作为载体成分。矿物油一般而言不具有清楚的沸点，而是具有可以非常宽地容纳的沸腾区域。柴油例如具有多个100℃宽的（mehrere100℃ breiten）沸腾区域。特别优选地，矿物油在凝固时和/或为了形成层的成分的凝固不是像上述溶剂那样被移除而是替代地像蜡那样被贮存到由粘合剂构成的基质中。为此其优选地不包括在40℃以下、优选地在60℃以下、特别优选地在80℃以下沸腾的成分。特别优选地，矿物油的沸腾区域处在80℃至120℃的范围中。
当前，载体成分首要用于溶解蜡以及用于调整喷雾材料的粘性。喷雾材料在23℃时的剪切粘度(可根据DIN 53019-1/DIN EN ISO 3215确定)优选地被调整到在80至240mPas的范围中的、优选地在150至190mPas的范围中的值上。当载体成分除了蜡之外具有所描述的粘合剂来作为另外的形成层的成分时，那么这特别地是优选的。为了使喷雾材料的燃点保持很低，为此优选地不使用具有太低地沸腾的成分的矿物油。燃点(可根据DIN ENISO 2719确定)优选地处在120℃之上。
特别优选地，喷雾材料包括以下述比例的以下成分：
- 作为形成层的成分的、5%重量百分比至15%重量百分比的蜡，
- 作为另外的形成层的成分的、10%重量百分比至40%重量百分比、优选地15%重量百分比至35%重量百分比的粘合剂，
- 30%重量百分比至60%重量百分比的添加剂，和
- 作为载体成分的5%重量百分比至15%重量百分比的矿物油、优选地作为载体成分的5%重量百分比至10%重量百分比的矿物油。
上述比例在喷雾材料中被补足到100%重量百分比。
优选地，喷雾材料构造用于形成凝固的保护层，其直至撕裂的伸长应变（Streckdehnung）为至少4%。这考虑以下实际情况：在机动车的情景中可预料到在运行中的颤动和振动，其导致具有较小的伸长应变的太硬的层更可能撕裂并且因此引起保护作用的至少局部损失的危险。
优选地，喷雾材料以以下量被涂覆，其在电池模块的外侧的被遮盖的区域中引起在5µm与0.5mm之间的保护层层厚。虽然按照材料，更大的层厚也是可能的，但是被确定的是，该很小的层厚一般而言是足够的。此外，更大厚度的层易于撕裂。特别优选地，层厚处在5µm与50µm之间，特别优选地在15µm与20µm之间。所述层厚因此明显低于油漆涂层的常见层厚。在该优选的区域内，实际层厚可取决于待涂覆的表面的粗糙度来选择。在小粗糙度的情况下优选地选择在所说明的区域的下端处的厚度。
在特别优选的实施方式中，形成层的成分以及因此喷雾材料也可以被添加具有灭火或阻燃的内含材料、特别是CO2的容器，其被置入到保护层中。
如果发生火灾，那么这种例如以小囊形式存在的容器由于热量被打开并且放出阻燃剂。所述阻燃剂在此例如可以涉及以结合形式的CO2。这样的淀积(Pigmentierung)可以在制造蜡时已经被带入。
以及示出了，除了为了该应用目的被制造的特殊喷雾材料之外同样可使用典型的油质的或蜡式的用于空腔防腐的防腐材料。这样的防腐材料例如从Fuchs SchmierstoffeGmbH和Pfinder KG公司可获得。使用这样的防腐蜡可能是有利的，因为当这样的蜡到车身部件上和到电池模块上的涂覆在制造的背景中被联合时，防腐蜡在车辆制造的过程中本来就被使用并且会意味着制造过程的简化。
附图说明
本发明的另外的优点和方面由本发明的优选的实施例的以下的说明得出，其在下面借助附图来说明。
图1A和1B显示了在完整的和剖切的状态中的单体电池，其中，这样的单体电池根据规定被联合成电池模块。
图2 显示了多个单体电池以及笼式的、用于将单体电池联合成电池模块的连接装置，
图3 显示了电池模块，所述电池模块通过将单体电池联合到根据图2的连接装置中来形成，
图4 显示了在涂覆保护层之后的、图3的电池模块，
图5 显示了多个单体电池以及壳式的、用于将单体电池联合成电池模块的连接装置，
图6 显示了电池模块，所述电池模块通过将单体电池联合到根据图5的连接装置来形成，
图7 显示了在涂覆保护层之后的、图6的电池模块，
图8至10显示了：将电池模块捆扎成整个电池，
图11显示了车辆车身和该车身的、设置用于容纳电池模块的容纳区域。
图12 显示了具有被装入的电池模块的车辆车身。
具体实施方式
图1A显示了单体电池20，所述单体电池例如在根据本发明的电池模块中使用。该单体电池20具有壳体22，所述壳体在两个位置处具有孔套管（Bohrdurchfuehrung）和接触区段26。在图1B中，单体电池20被剖切地示出。可以见到：在壳体22内通过隔板分开地布置有具有交替的正的和负的电极的原电池24。此外可以看出：壳体22具有壳罩体22A以及盖罩22B。按照单体电池的具体构造方案，所述壳罩体和盖罩以不同的方式、例如焊接地彼此相连接，因此在壳体22中同样存在的电解质不能流出或者气态地泄漏。除了在壳罩体22A与盖罩22B之间的这些接触线之外，未进一步示出的、在接触区段26中的电极套管同样原则上有以下威胁：在单体电池磨损的过程中变得不密封，从而使得电解质在这里可能流出。
一方面图2至4以及另一方面5至7显示了电池模块的不同的变型方案，所述电池模块由这样的单体电池来构建。
在图2至4的构造方案中，一种笼子被设置为连接装置50，该笼子被用于以下目的：容纳多个单体电池20，从而使得这些单体电池在进一步的装配过程中可以被一起操纵。图3显示了基本上完成了的电池模块100的装配状态。单体电池20被装入到所提及的连接装置50中并且通过电极桥30彼此串联。在图3的该状态中，电池模块100原则上是可使用的。然而，防止电解质从单体电池20泄漏的唯一的保护是各个壳体22。
因此设置另一保护层104，在首先给保持露出（freigeblieben）的接触区段26配备临时遮盖物200之后，对该保护层进行涂覆。正如借助图4可见的那样，保护层被安装在电池模块的上部的部分中并且在那里共同覆盖所有单体电池20。该涂覆例如借助于喷枪或通过机器人喷雾工具实现。层厚优选地大约为0.3mm。在使用喷雾材料的情况下，层厚优选地处于5µm和50µm之间，所述喷雾材料具有由上述蜡和粘合剂构成的组合物。当此时出现单体电池20的壳体22的失效时，那么流出的电解质可能首先不是自由泄漏，因为所述电解质位于保护层104下方。虽然当然存在以下危险：所述壳体同样由于电解质的腐蚀作用而失效，然而降低了以下危险，即，电解质会与车身部件相连接并且在那里腐蚀性地起作用。借助图4还可以看出：在去除临时的遮盖物200之后，接触区段26准备好与电缆连接。遮盖物200已经导致了，其在空心材料的喷雾过程时是保持露出的。
在根据图5的构造方案的情况中，将单体电池20联合成能够共同操纵的电池模块100的连接装置60以外壳62的形式来设置，所述外壳具有壳体壳罩62B和壳体盖罩62A。在壳体盖罩62A处此外设置有接触区段26，该接触区段以未进一步示出的方式与单体电池20的接触区段26相连接。
在该构造方案的情况中，单体电池20首先被放入到壳体壳罩62B中并且然后通过壳体盖罩62A封闭所述单体电池。根据本发明可能的是，在将单体电池20装入到壳体壳罩62B中之后并且在安装壳体盖罩62A之前已经以在图2至4中说明的方式设置了保护层。然而备选地或附加地，当外壳62正如图6显示的那样闭合时，同样可以安装该保护层。然后以类似的方式如先前已描述的那样，接触区段26设有临时的遮盖物200，以便紧接着涂覆又是大约0.3至0.5mm厚的保护层104。在图5至7的构造方案的情况中，除了接触区段26之外，该保护层完全包围外壳62。然而以下构造方案同样是可以考虑的，其中仅仅接触区段26的紧挨着的周围范围以及围绕壳体件的接触区域64的区域设有保护层。正如已提及的那样，保护层的厚度在使用由上述蜡和粘合剂构成的组合的情况下优选地是更深的，即处在5µm与50µm之间。
图8至10显示了用于电池模块100的支撑结构112。支撑结构112当前总共容纳十二个电池模块100。所述支撑结构由空心型材112A,112B和底板112C构成。给支撑结构蒙上保护层114，其中，该保护层114同样设置在空心型材112A,112B之内，以便在此处防止由于进入的电解质组成成分的腐蚀。这样的侵入的危险特别地由于固定孔以及类似的装置而产生。
电池模块100以在图9中说明的方式被嵌入到如此预备的支撑结构112中、在那里被固定并且然后在那里彼此连接。接着由相同的、或其它的油式的或蜡式的喷雾材料来涂覆另外的、共同覆盖电池模块100并且必要时同样覆盖电缆连接的保护层115。
最后，支撑结构112与被放入的电池模块100正如在图10中说明的那样被共同的盖罩116所覆盖，所述盖罩又再被另外的保护层117覆盖。
借助图11和12说明了到机动车120的车身110中的安装。这样的机动车具有至少一个用于驱动机动车的驱动电机122，对于所述机动车设置有根据本发明的电池模块。电池模块通常被安置在机动车底部。为此设置有作为支撑结构112的容纳盆，所述容纳盆可以相应于图8至10来构造。电池模块100如图11说明的那样被装入到所述容纳盆中。通常存在的以下危险通过电池模块100的保护层104来抵抗，所述危险是：超过这样的机动车的多年的运行时间，单体电池失效并且导致在容纳盆的区域中的车身的关系重大的削弱。附加地，以在图11中显而易见的方式同样可以在支撑电池模块100的车身部件自身的表面上、当前在构造成容纳盆的支撑结构112的内侧处设置一种保护层114。

Claims (29)

1.具有至少5KWh能量含量的机动车电池模块(100)，具有以下特征：
a.所述电池模块(100)包括多个单体电池(20)，所述多个单体电池分别具有至少一个壳体(22)并且分别具有至少一个布置在壳体中的原电池(24)，以及
b.所述电池模块包括一种连接装置(50,60)，所述单体电池(20)借助于该连接装置被联合成能够作为整体被操纵的电池模块(100)，
其特征在于，
c.所述电池模块(100)在其外侧处具有被喷涂的、至少局部地包围所述电池模块(100)的、包含蜡的保护层(104)，其中所述保护层的层厚处于5μm与50μm之间，
d.其中，蜡被包含到已经凝固的粘合剂的基质中，其中所述蜡具有在30至95°C的范围中的凝固点，并且所述粘合剂具有一种至少100°C的温度稳定性。
2.根据权利要求1所述的机动车电池模块(100)，具有以下附加的特征：
a.所述连接装置(60)包括完全地包围所述单体电池(20)的外壳(62)，并且
b.所述保护层(104)被涂覆在外壳(62)的外侧上并且至少大部分地遮盖该外侧。
3.根据权利要求1所述的机动车电池模块(100)，具有以下附加的特征：
a.所述连接装置(50)仅仅部分地包围单体电池，从而使得所述单体电池(20)的壳体(22)的外表面同时形成所述电池模块(100)的外表面，并且
b.所述保护层(104)被构造成共同的保护层，其至少遮盖多个单体电池(20)的壳体(22)的外表面。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的机动车电池模块，具有以下附加的特征：
a.喷雾材料具有粘合剂来作为另外的形成层的成分，所述粘合剂在凝固之后形成基质，蜡被贮存到所述基质中。
5.根据权利要求4所述的机动车电池模块，具有以下附加的特征：
a.所述粘合剂是能够氧化交联的和/或能够借助于辐射被交联的粘合剂。
6.根据权利要求3所述的机动车电池模块，具有以下附加的特征：
a.喷雾材料包括矿物油，所述矿物油作为载体成分。
7.根据权利要求3所述的机动车电池模块，具有以下附加的特征：
a.喷雾材料没有下述溶剂：该溶剂在形成层的成分凝固时必须被移除。
8.根据权利要求3所述的机动车电池模块，具有以下附加的特征：
a.喷雾材料具有在23°C时在80至140mPas的范围中的剪切粘度。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的机动车电池模块，具有以下附加的特征中的至少一个特征：
a.喷雾材料被构造用于：形成凝固了的保护层，所述保护层直至撕裂的伸长应变为至少4%，和/或
b.平均层厚在5μm与0.5mm之间，和/或
c.喷雾材料包括形成层的成分，和/或
d.喷雾材料包括具有灭火或阻燃的内含材料的容器，其被置入到所述保护层中，和/或
e.喷雾材料自身不导电地构造和/或被构造用于构成电绝缘的保护层。
10.根据权利要求9所述的机动车电池模块，具有以下附加的特征：
a.喷雾材料包括载体成分，所述形成层的成分溶解地或分散地存在于所述载体成分中。
11.机动车(120)，具有驱动电机(122)和至少一个用于给驱动电机(122)供电的机动车电池模块(100)，具有以下特征：
a.所述机动车具有带有多个单体电池(20)的至少一个电池模块(100)，所述多个单体电池被彼此联合成具有至少5KWh能量含量的电池模块(100)，
其特征在于以下特征：
b.所述机动车电池模块(100)根据权利要求1至10中任一项来构造。
12.根据权利要求11所述的机动车(120)，具有以下特征：
a.所述机动车具有车身(110)，所述车身包括用于容纳一个或多个电池模块(100)的支撑结构(112)，并且
b.所述车身(110)在所述支撑结构(112)的区域中设有保护层(114)，所述保护层蒙上所述支撑结构(112)的表面。
13.根据权利要求11或12所述的机动车(120)，具有以下特征：
a.在支撑结构(112)中包含多个电池模块(100)，并且
b.所述多个电池模块(100)共同借助于另一被喷涂的保护层(115)被覆盖和/或所述多个电池模块(100)被共同的盖罩(116)覆盖，在所述盖罩的外侧处设置有另一被喷涂的保护层(117)。
14.用于制造具有至少5KWh能量含量的机动车电池模块(100)的方法，具有以下特征：
a.分别包括至少一个原电池(24)和一壳体(22)的多个单体电池(20)借助于连接装置(50,60)彼此被连接成能够作为整体被操纵的电池模块(100)，在所述壳体中包含至少一个原电池(24)，以及
b.在所述电池模块(100)的外侧上借助于喷雾过程涂覆由能够喷雾的、包含蜡的并且适合于凝固的喷雾材料构成的保护层(104)，该喷雾材料在凝固之后形成至少局部地包围所述电池模块的保护层(104)，其中所述保护层的层厚处于5μm与50μm之间，
c. 所述喷雾材料除了蜡之外还包括一种已经凝固的粘合剂，该粘合剂作为另外的形成层的成分，所述粘合剂在凝固之后形成一种包含蜡的基质，其中所述蜡具有在30至95°C的范围中的凝固点，并且所述粘合剂具有一种至少100°C的温度稳定性。
15.根据权利要求14所述的方法，具有以下附加的特征：
a.借助于共同的外壳(62)将所述单体电池(20)联合成电池模块(100)，该外壳共同地包围多个单体电池(20)，并且
b.在喷雾过程时，该外壳(62)的外侧设有保护层(104)。
16.根据权利要求14所述的方法，具有以下附加的特征：
a.借助于敞开的连接装置(50)将所述单体电池(20)连接成电池模块(100)，该连接装置共同地包围多个单体电池(20)，其中，所述单体电池(20)的壳体(22)部分地形成所述电池模块(100)的外侧，并且
b.在喷雾过程时，单体电池(20)的壳体(22)的、形成了所述电池模块(100)的外侧的外表面设有共同的保护层(104)。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，具有以下附加的特征中的任一个：
a.所述单体电池(20)在涂覆所述保护层之前已经彼此连接。
18.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，具有以下附加的特征：
a.为了保护用于连接所述电池模块的至少一个接触区段(26)，给所述接触区段在涂覆所述保护层之前配备临时遮盖物(200)。
19.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，具有以下附加的特征：
a.所述喷雾材料具有粘合剂来作为另外的形成层的成分，所述粘合剂在凝固之后形成基质，蜡被贮存到所述基质中。
20.根据权利要求19所述的方法，具有以下附加的特征：
a.所述粘合剂是能够氧化交联的和/或能够借助于辐射被交联的粘合剂。
21.根据权利要求14所述的方法，具有以下附加的特征：
a.所述喷雾材料包括矿物油，所述矿物油作为载体成分。
22.根据权利要求14所述的方法，具有以下附加的特征：
a.所述喷雾材料没有下述溶剂：该溶剂在形成层的成分凝固时必须被移除。
23.根据权利要求14所述的方法，具有以下附加的特征：
a.所述喷雾材料具有在23°C时在80至140mPas的范围中的剪切粘度。
24.根据权利要求14至16中任一项所述方法，具有以下附加的特征中的至少一个特征：
a.所述喷雾材料被构造用于：形成凝固了的保护层，所述保护层直至撕裂的伸长应变为至少4%，和/或
b.平均层厚在5μm与0.5mm之间，和/或
c.所述喷雾材料包括形成层的成分，和/或
d.所述喷雾材料包括具有灭火或阻燃的内含材料的容器，其被置入到所述保护层中，和/或
e.所述喷雾材料自身不导电地构造和/或被构造用于构成电绝缘的保护层。
25.根据权利要求24所述的方法，具有以下附加的特征：
a.所述喷雾材料包括载体成分，所述形成层的成分溶解地或分散地存在于所述载体成分中。
26.用于鉴于在电池模块(100)的和用于容纳所述电池模块(100)的支撑结构(112)的区域中的耐腐蚀性而构造机动车(120)的方法，具有以下特征：
a.所述电池模块(100)在装入到所述支撑结构(112)中之前或之后借助于根据权利要求14至25中任一项所述的方法设有保护层(104)。
27.根据权利要求26所述的方法，具有以下附加的特征：
a.在将所述电池模块(100)装入到所述支撑结构(112)中之前，所述支撑结构(112)的表面同样设有保护层(114)。
28.根据权利要求27所述的方法，具有以下附加的特征：
其中该保护层(114)在所述支撑结构(112)处由与所述电池模块(100)的保护层(104)相同的喷雾材料构成。
29.根据权利要求27所述的方法，具有以下附加的特征：
其中该保护层(114)在共同的喷雾过程的情况下借助于相同的喷雾设备来涂覆。
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