CN110311068A

CN110311068A - 电池组

Info

Publication number: CN110311068A
Application number: CN201910211574.6A
Authority: CN
Inventors: A.兰克; B.鲁姆伯格; B.沙尔; I.斯特拉特曼; F.韦舍
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2018-03-20
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2019-10-08
Anticipated expiration: 2039-03-20
Also published as: DE102018204220A1; CN110311068B

Abstract

本发明涉及电池组。公开了一种电池组（1），其包括：至少一个电池组电池（5），其中每个电池组电池（5）都具有多个并行地堆叠的电极（54、55）；和挤压装置（4），通过该挤压装置能给电极（54、55）施加压力（p）。框架（3）在所有侧面都封闭。该挤压装置（4）和该至少一个电池组电池（5）在框架（3）之内沿框架（3）的纵向（36）布置，使得如果该挤压装置（4）施加压力（p），则该挤压装置（4）的挤压区（45）沿着纵向（36）压向电极（54、55），而且该挤压装置（4）的与挤压区（45）对置的支撑区（41）由框架（3）的第一框架壁（31）沿着与纵向（36）相反的纵向（37）来支撑。

Description

电池组

技术领域

本发明涉及一种电池组、尤其是如下电池组，该电池组具有至少一个电池组电池，其中每个电池组都具有多个并行地堆叠的电极；而且具有挤压装置，通过该挤压装置能给电极施加压力。

背景技术

公知的是：电池组在运行期间容量降低而内阻升高。这被称作老化。尤其是其中也涉及具有至少一个软包电池、例如锂离子软包电池的电池组，其中堆叠的或折叠的活性层被柔韧的、例如由铝组成的外薄膜包围。原因之一是在嵌入过程中参与的材料的机械压力。这在经由至少一个电池组电池（锂离子电池）的充电状态引起的（垂直于电极的表面的）厚度变化中并且通过至少一个电池组电池（锂离子电池）的使用寿命表现出来。从现有技术中公知多种电池组和用于降低内阻并且借此提高电池组的使用寿命的制造方法。

例如公知的是：朝着锂离子电池的电极的堆叠布置的方向实现这些锂离子电池的夹紧。美国专利US 8465866 B2例如描述了通过经由螺丝拧紧对在模块端部上的板进行顶锻来产生夹紧力。

亚琛工业大学在网页https://www.pem.rwth-aachen.de/global/show_ document.aspid=aaaaaaaaaaoqiyk（2018年1月18日状态）上在其公开文献“电池组包的安装过程（MONTAGEPROZESS EINES BATTERIEPACKS）”中研究了在电池组模块中的电池的夹紧。

在A123 Energy Solutions公司的公开文献http://www.formula-hybrid.org/wp-content/uploads/A123_AMP20_battery_Design_guide.pdf（参见第32页，2018年1月28日状态）中，描述了夹紧力对电池组的使用寿命和经由电池组的充电状态引起的厚度变化的影响。

在欧洲专利申请EP 3 118 910 A1中描述了具有软包电池的电池组模块的一般结构。

美国专利申请US 2006/0246345 A1描述了一种具有压电式传感器的电池组模块，该压电式传感器安装在如下通道内，该通道在二次电池组模块的单电池之间限定。通过压电式传感器来检测电池组的内部压力的变化，使得防止电池组的膨胀或由于单电池的过载或过热而造成的爆炸。

在德国专利申请DE 10 2007 063 188 A1中提出了一种在至少一个电池组电池上的压力传感器，如也在美国专利US 5650711 A中那样。

德国专利申请DE 10 2014 225 367 A1公开了一种电池组，该电池组具有布置在部分敞开的壳体之内的电极装置和同样布置在该壳体之内的挤压装置。挤压装置将电极装置压向壳体内表面。在挤压装置与电极装置之间布置有带受压面的压板，挤压装置基本上不能使该压板变形。受压面能与电极装置的接触面发生接触。借助于挤压装置能给电极装置施加压力，而且因此能降低内阻以及电极装置的体积。此外，挤压体可具有：液体容器，该液体容器具有基本上有橡胶弹性的外壁；和/或能气动或液压操纵的升降缸；和/或压缩弹簧；和/或板簧。通过有橡胶弹性的外壁，确保了：膨胀的挤压体的体积在排出液体时重新缩小。特别优选地，该电池组具有导向装置，其中压板和/或电极装置通过该导向装置在部分敞开的壳体之内线性地被引导。

在德国专利申请DE 10 2015 215 502 A1中，用于膨胀或收缩的设备包括一个或两个端板，使得可以补偿由于电池组电池的膨胀或收缩而造成的空间变化。端板的膨胀或收缩可以通过压缩空气来实现。电池组模块可具有气筒，在需要时，能通过该气筒给一个或者两个端板填充压缩空气。在此，气筒可以配备挤压装置，该挤压装置确定在用于膨胀或收缩的设备之内的气压。

国际专利申请WO 2013/188094 A1公开了一种设备，该设备具有：一个或多个能充电的电池组电池；至少一个压力传感器，该压力传感器被配置为监控对电池组电池的压力；和压力控制系统，该压力控制系统被配置为动态地控制被施加到电池组电池上的压力。压力控制系统包括刚性的、部分敞开的壳体，该刚性的、部分敞开的壳体具有在其中的电池组电池以及调压器，以便调整被施加到电池组电池上的压力，以便控制被施加到电池组电池上的压力。还可以设置冷却剂系统，该冷却剂系统具有多个冷却剂流板，这些冷却剂流板插在电池组电池之间。

因此，对现有技术中的电池组电池的夹紧基本上通过挤压装置来实现，所述挤压装置具有对电池组的固定的端板的螺丝拧紧而且在制造方面相对复杂并且花费高，因为尤其必须使螺丝、螺纹和导向元件精确地相互匹配。现有技术中的这些解决方案还具有如下缺点：应该用来将电池组电池夹紧的压力或力通过端板在相对小的区域内预先给定并且因此仅仅存在准静态的夹紧。

发明内容

本发明所基于的任务在于：提供一种使用寿命提高的有工作能力的电池组，该电池组能成本低地来制造。

该任务通过包括权利要求1的特征的电池组来解决。

按照本发明的电池组包括至少一个电池组电池。每个电池组电池都具有多个并行地堆叠的电极。就本发明而言，术语“堆叠”也一律应该被理解为“折叠”。在一个实施方式中，电池组电池是软包电池。按照本发明的电池组还包括挤压装置，通过该挤压装置能给电极施加压力。由此，如已经在开头描述的那样，降低了电池组的内阻以及电极装置的体积，并且因此提高了电池组的工作能力。按照本发明，该电池组还包括框架，该框架在所有侧面都封闭。在此，该框架被设计为使得该挤压装置和该至少一个电池组电池在框架之内沿框架的纵向布置，使得如果该挤压装置施加压力，则该挤压装置的挤压区沿着纵向压向电极，而且该挤压装置的与挤压区对置的支撑区由框架的第一框架壁沿着与该纵向相反的纵向来支撑。

在按照本发明的具有这种框架的电池组中有利的是该框架的特别简单并且不复杂的制造。该框架还提高了在产生对电极的压力时电池组的稳定性。即在所提出的本发明中，同样使用压力，以便实现一个或多个电池组电池的夹紧，也就是说，以便对该至少一个电池组电池的电极施加压力p。

在一个实施方式中，该框架是一体化的。

在一个实施方式中，该挤压装置包括挤压盒，该挤压盒具有挤压壁和支撑壁。不仅挤压壁而且支撑壁都分别垂直于框架的纵向地来取向。挤压装置的挤压区包括挤压盒的挤压壁，而挤压盒的挤压壁能沿框架的纵向朝着电池组的电极的方向移动，其中在一个实施方式中，挤压壁也能朝着相反的方向移动。挤压装置的支撑区包括挤压盒的支撑壁，而挤压盒的支撑壁由框架的第一框架壁沿着相反的纵向来支撑。即支撑壁基本上可以贴靠在第一框架壁上。

为了可以将挤压盒的原理更好地集成到制造过程中，在一个实施方式中，挤压盒是由两部分组成的。在一个实施方式中，挤压盒包括外壳体部分和内壳体部分。外壳体部分和内壳体部分沿框架的纵向或相反的纵向能移向彼此并且从彼此移开地来布置，尤其优选地能沿着纵向朝着电极的方向移动地以及沿着相反的纵向远离电极移动地来布置。在此，挤压盒优选地实施为使得这两个二分之一盒在压力升高、即膨胀时只沿一个方向、即纵向朝着电极的方向扩展。该设计方案是特别有利的，因为挤压盒沿纵向或相反的纵向的长度能借此可变地、尤其是更短地与电极装置的沿纵向的在电池组的使用寿命的过程中不断增加的宽度适配，然而另一方面挤压盒的可变的长度大得足以对电极装置施加足够的压力，使得内阻足够小；为此也参见更下面关于电极在电池组的使用寿命的过程中不断变化的宽度方面的其它并且详细的阐述。外壳体部分包括支撑壁而内壳体部分包括挤压壁。在另一实施方式中，外壳体部分形成箱形盖，该箱形盖相对于该外壳体部分的支撑壁敞开，而内壳体部分形成箱形罐，该箱形罐相对于该内壳体部分的挤压壁敞开，使得内壳体部分能形状配合地插进外壳体部分中和移出。

在一个实施方式中，该挤压装置包括弹性挤压介质，该弹性挤压介质能沿着框架的纵向膨胀，使得通过膨胀能给电极施加压力。优选地，弹性挤压介质能沿相反的纵向朝着第一框架壁的方向膨胀。

为了还可以将挤压装置的原理更好地集成到制造过程中，在一个实施方式中，弹性挤压介质布置在上面描述的挤压盒中，使得弹性挤压介质能沿框架的纵向朝着挤压盒的挤压壁的方向膨胀而且能沿相反的纵向朝着支撑壁的方向膨胀。因此，挤压盒也承担如下功能：保持或容纳压力容器或弹性挤压介质。弹性挤压介质的一个侧面压到挤压盒的挤压壁上并且借此压向电极，而弹性挤压介质的对置的侧面压到挤压盒的支撑壁上并且借此压向第一框架壁，使得挤压盒的支撑壁可以相对框架的第一框架壁被支撑。

在一个实施方式中，弹性挤压介质是压力容器。支撑区包括压力容器的第一挤压介质侧，而挤压区包括压力容器的第二挤压介质侧。在压力容器中，优选地能存储介质的能可变地调节的量。如果介质的所限定的量被输送给压力容器，则压力容器的第二挤压介质侧沿纵向朝着电极的方向膨胀，使得对电极施加压力，而第一挤压介质侧沿相反的纵向朝着第一框架壁的方向膨胀。压力容器例如是囊或软管，在该软管中输送并且排出介质、例如可压缩介质，如气体、诸如空气。作为替代，在另一实施方式中，在压力容器中通过不可压缩介质、例如水、油或混合物来产生压力。

在此，本发明所基于的思想在于：通过压力p来实现按照本发明的挤压装置的长度x沿框架的纵向的膨胀∆x。挤压装置的该膨胀∆x产生挤压装置对电池组的至少一个电池组电池、例如锂离子电池的压力p。因此，通过压力p来实现该至少一个电池组电池的夹紧，其方式是将该至少一个电池组电池的电极压紧在一起。在此，尤其是沿着框架的纵向、即朝着该至少一个电池组电池的电极的方向实现挤压装置的膨胀∆x。由于膨胀而产生的压力p和该至少一个电池组电池施加的反向压力导致该至少一个电池组电池或其电极的夹紧而且可以使内阻降低，使得电池组的工作能力提高。

在按照本发明的电池组的在上面描述的实施例中以及也包括在随后描述的实施例中，与现有技术相比有利的是：用于夹紧的力可以通过压力可变地来调节。夹紧力的变化可以在充电状态的变化期间动态地进行或者可以根据由于老化引起的力需求而准静态地进行。这明显提高了电池组的工作能力，因为通过将电极压合在一起，在运行期间，容量尽可能保持而内阻并不升高。

不同于在锂离子电池的情况下的至少一个电池组电池的静态夹紧，即使没有挤压装置的夹紧力的动态适配，该至少一个电池组电池在由于锂的插入作用而引起的充电和放电时的宽度变化或体积变化也只导致对该至少一个电池组电池的压力的适度的并且受限制的升高（p×V_空腔 ≈ 常数），只要挤压装置、例如压力容器用可压缩介质来填充的话。

相对于根据现有技术对电池组的静态夹紧，在本发明中有利的是：该至少一个电池组电池的在老化期间不断增加的膨胀和宽度以及由此造成的对电池组的力可以更小，因为通过减小挤压装置、例如压力容器的体积或长度x来给予该至少一个电池组电池空间用于膨胀。同时，通过经由挤压装置的体积进行夹紧，保证了：该至少一个电池组电池继续受限制地保持夹紧，这对老化有积极影响而且例如防止了层离和变形。如果在整个电池层面内给予电池组电池足够的空间用来膨胀，则不同于现有技术，对电极装置的力作用仅仅通过在挤压装置中的压力来确定，而不是通过电池的膨胀来确定。

为了将挤压装置的压力或力均匀地传递到该至少一个电池组电池上，在一个实施方式中，在该挤压装置与该至少一个电池组电池之间布置可移动的夹板。该可移动的夹板同样布置在框架之内而且将挤压装置的压力的至少一部分沿着框架的纵向传递到电极上。

在一个实施方式中，设置至少两个电池组电池。在两个相邻的电池组电池之间可移动地并且垂直于纵向地分别布置另一夹板，使得通过该另一夹板，能将挤压装置的压力经由在该另一夹板前面的电极至少部分地传递到在该另一夹板后面的电极上。因此，按照该装置，可以使用唯一的按照本发明的挤压装置，用于将多个电池组电池、例如多个锂离子电池夹紧。

在另一实施方式中，同样设置至少两个电池组电池。在两个相邻的电池组电池，i= 1, ..., n-1之间，分别有框架的中间壁垂直于纵向地固定地布置在框架上，使得在两个相邻的中间壁之间，电池组模块设计为根据上述实施方式之一的电池组，而且框架的相对应的区域又形成环绕着单个电池组模块的所有侧面都封闭的框架。换句话说，多个按照本发明的电池组串联布置而且只被唯一的框架包围，其中这些电池组通过中间壁来分开而且这些中间壁与相对应的框架区域一起形成环绕着单个电池组的更小的框架。电池组模块中的每个电池组模块都具有自己的挤压装置和至少一个自己的按照上述实施方式之一的电池组电池。因此，按照该装置，在电池组模块中的每个电池组电池都可以用自己的按照本发明的挤压装置以压力来夹紧，也就是说与其它电池组模块的电池组电池和挤压装置无关。

按照本发明的用于运行按照本发明的根据上述实施方式之一的电池组的方法包括多个步骤：监控电池组的至少一个运行参数、例如内阻；监控挤压装置（挤压盒和/或压力容器）沿框架的纵向朝着电极的方向的压力；而且如果该至少一个运行参数超过或低于临界阈值，则使挤压装置的挤压区沿纵向朝着电极的方向移动。各个元件的实施方式在上文描述。

附图说明

在下文，本发明的实施例及其优点应该依据随附的附图进一步来阐述。附图中的尺寸比例仅仅是示范性的并且不总是对应于真实的尺寸比例，因为一些形状被简化而其它形状为了更好地解释说明而相比于其它元件放大地被示出。尺寸比例还可以根据应用的类型来变化。

在此：

图1示出了按照本发明的电池组的实施方式的示意性横截面，该电池组具有弹性压力容器作为挤压装置；

图2示出了按照本发明的电池组的实施方式的示意性横截面，该电池组具有作为挤压装置的弹性压力容器以及可移动的夹板；

图3示出了具有两个壳体部分的挤压盒的实施方式的示意性横截面；

图4示出了按照本发明的电池组的实施方式的示意性横截面，该电池组具有根据图3的挤压盒以及作为挤压装置的弹性压力容器；

图5示出了按照本发明的电池组的实施方式的示意性横截面，该电池组具有根据图2的可移动的夹板、根据图3的挤压盒以及作为挤压装置的弹性压力容器；

图6示出了对支撑区的实施方式的片段的示意性细节图；

图7示出了对挤压区的实施方式的片段的示意性细节图；

图8示出了根据图5的挤压装置的示意性横截面，其中电池组电池详细地被示出；

图9示出了按照本发明的电池组的实施方式的示意性横截面，该电池组具有唯一的挤压装置，该挤压装置与多个电池组电池共同起作用；而

图10示出了按照本发明的电池组的实施方式的示意性横截面，该电池组具有多个电池组电池，这些电池组电池分别具有自己的挤压装置。

具体实施方式

图1示出了按照本发明的电池组1的实施方式的示意性横截面，该电池组具有弹性压力容器42作为挤压装置4。原则上，按照本发明的电池组1包括至少一个电池组电池5，其中这里在不限制本发明的情况下只示出了一个电池组电池5。每个电池组电池5都具有多个并行地堆叠或折叠的电极54、55。附图标记54代表阴极而附图标记55代表阳极。阴极54和阳极55交替地布置在电池组电池5中；为此也详细地参见图8。原则上，按照本发明的电池组1还包括挤压装置4，通过该挤压装置能给电极54、55施加压力p。由此，如已经在开头描述的那样，降低了电池组1的内阻以及电极54、55的体积，并且因此提高了电池组1的工作能力。按照本发明，电池组1还包括框架3，该框架在所有侧面都封闭。框架3可以是一体化的，如也在图1中示出的那样，然而本发明并不限于此。框架3基本上由四个框架壁31、32、33和34组成。框架壁31、32彼此对置，而框架壁33、34彼此对置。术语“在所有侧面都封闭”指的是：所有壁31、32、33和34都是基本上连续的壁。

挤压装置4和至少一个电池组电池5在框架3之内沿框架3的纵向36布置，使得如果挤压装置4施加压力p，则挤压装置4的挤压区45沿着纵向36压向电极54、55，而且挤压装置4的与挤压区45对置的支撑区41由框架3的第一框架壁31沿着与纵向36相反的纵向37来支撑。

按照图1的图示，挤压装置4包括弹性挤压介质42，该弹性挤压介质能沿框架3的纵向36朝着电极54、55的方向膨胀，使得通过膨胀能给电极54、55施加压力p，而且其中弹性挤压介质42能沿相反的纵向37朝着框架3的第一框架壁31的方向膨胀。

按照图1的实施方式，弹性挤压介质42是压力容器。支撑区41包括压力容器42的第一挤压介质侧421，而挤压区45包括压力容器42的第二挤压介质侧422。在压力容器42中能存储介质43的能可变地调节的量。如果介质43的所限定的量被输送给压力容器42，则压力容器42的第二挤压介质侧422沿纵向36朝着电极54、55的方向膨胀，使得对电极54、55施加压力，而第一挤压介质侧421沿相反的纵向37朝着第一框架壁31的方向膨胀。压力容器42例如是囊或软管，在该软管中通过接口13、例如阀来输送并且排出介质43、例如可压缩介质，如气体、诸如空气。作为替代，在另一实施方式中，在压力容器42中通过不可压缩介质、例如水、油或混合物来产生压力p。

图2示出了按照本发明的电池组1的实施方式的示意性横截面，该电池组具有弹性压力容器42作为挤压装置4。电池组1的结构像在图1中那样，然而附加地在挤压装置4与至少一个电池组电池5之间还布置有可移动的夹板15。可移动的夹板15还可移动地布置在框架3之内而且将挤压装置4的压力p的至少一部分沿着框架3的纵向36传递到电极54、55上。借助于可移动的夹板15，可以将挤压装置4的压力p或力均匀地传递到该至少一个电池组电池5上。

图3示出了具有两个壳体部分441和442的挤压盒44的实施方式的示意性横截面，而图4示出了按照本发明的电池组1的实施方式的示意性横截面，该电池组具有根据图3的被嵌入的挤压盒44以及作为挤压装置4的弹性压力容器42。因此，根据图3和4的挤压装置4包括挤压盒44和弹性挤压介质42。挤压盒44具有挤压壁445和支撑壁443，该挤压壁和该支撑壁分别垂直于纵向36地取向。挤压装置4的挤压区45包括挤压盒44的挤压壁445，而挤压盒44的挤压壁445能沿框架3的纵向36朝着电池组1的电极54、55的方向移动，其中在一个实施方式中，挤压壁445也能朝着相反的方向37移动。挤压装置4的支撑区41包括挤压盒44的支撑壁443，而挤压盒44的支撑壁443由框架3的第一框架壁31沿着相反的纵向37来支撑。即支撑壁443基本上可以贴靠并且被支撑在第一框架壁31上。

为了可以将挤压盒44的原理更好地集成到制造过程中，在一个实施方式中，挤压盒44是由两部分组成的，如在图3和4中示出的那样。为此，挤压盒44包括外壳体部分441和内壳体部分442。外壳体部分441和内壳体部分442沿框架3的纵向36或相反的纵向37能移向彼此并且从彼此移开地来布置，尤其优选地能沿着纵向36朝着电极54、55的方向移动地以及沿着相反的纵向37远离电极54、55移动地来布置。在此，挤压盒44优选地实施为使得这两个二分之一盒441、442在压力升高、即膨胀时只沿一个方向、即纵向36朝着电极54、55的方向扩展。该设计方案是特别有利的，如上面已经详细描述的那样。

外壳体部分441包括支撑壁443，而内壳体部分442包括挤压壁445。在另一实施方式中，如也在图3和4中示出的那样，外壳体部分441形成箱形盖，该箱形盖相对于支撑壁443敞开，而内壳体部分442形成箱形罐，该箱形罐相对于挤压壁445敞开，使得内壳体部分442能形状配合地插进外壳体部分441中和移出。

为了还可以将挤压装置4的原理更好地集成到制造过程中，在根据图3和4的实施方式中，弹性挤压介质42、例如压力容器、如软管或囊布置在上面描述的挤压盒44中，使得弹性挤压介质42能沿框架3的纵向36朝着挤压盒44的挤压壁445的方向膨胀而且能沿相反的纵向37朝着支撑壁443的方向膨胀。因此，挤压盒44也承担如下功能：保持或容纳压力容器42或弹性挤压介质42。弹性挤压介质42的第二挤压介质侧422压到挤压盒44的挤压壁445上，而且借此压向电极54、55；为此也参见按照图7的对挤压区45的实施方式的片段的示意性细节图，其中然而在图4中删去了可移动的夹板15。弹性挤压介质42的与第二挤压介质侧422对置的第一挤压介质侧421压到挤压盒44的支撑壁443上，而且借此压向第一框架壁31，使得挤压盒44的支撑壁443可以相对框架3的第一框架壁31被支撑；为此也参见按照图6的对支撑区41的实施方式的片段的示意性细节图。

图5示出了按照本发明的电池组1的实施方式的示意性横截面，该电池组的结构像在图4中那样，然而附加地配备有根据图2的可移动的夹板15。所有元件都已经结合之前的附图来描述。

图6示出了对支撑区41的实施方式的片段的示意性细节图，而图7示出了对对置的挤压区45的实施方式的片段的示意性细节图，如这些片段例如在图5中设计的那样。所有元件都已经结合之前的附图来描述。

图8示出了根据图5的挤压装置的示意性横截面，其中电池组电池5详细地被示出。所有用于挤压装置4的元件都已经结合之前的附图来描述。阴极54和阳极55交替地布置在电池组电池5中并且通过隔膜58来彼此隔离。在根据图8的图示中，电池组电池5是软包电池，该软包电池由柔韧的电池壳体（软包）51包围。正极模块52被密封元件17包围，而阴极导体56使正极模块52与阴极54连接。负极模块53被另一密封元件17包围，而阳极导体57使负极模块53与阳极55连接。导体56、57和相应的极模块52、53（阴极或阳极以及正极或负极）的连接被实施为使得不妨碍电极54或55由于压力p的变化而引起的移动。

图9示出了按照本发明的电池组1的实施方式的示意性横截面，该电池组具有唯一的挤压装置4，该挤压装置与多个电池组电池5或5_i共同起作用，i=1, ..., n，其中在图9中在不限制本发明的情况下选择n=5。在每两个相邻的电池组电池5_i、5_i+1之间可移动地并且垂直于纵向36地分别布置另一夹板16_i，使得通过相应的另一夹板16_i，能将唯一的挤压装置4的压力p经由在该另一夹板16_i前面的电极54_i、55_i至少部分地传递到在该另一夹板16_i后面的电极54_i+1、55_i+1上。因此，按照该装置，可以使用唯一的按照本发明的挤压装置4，用于将多个电池组电池5、例如多个锂离子电池夹紧。然而，在有很多这样一个接一个地连接的电池组电池5_i的情况下，存在如下危险：沿纵向36对电极54_i、55_i的压力p_i和内阻随着i增加而降低。也就是说，电池组电池5离挤压装置4越远，对电池组电池5的相对应的压力就变得越小。

因而，图10示出了按照本发明的电池组1的另一实施方式的示意性横截面，该电池组具有多个电池组电池5或5_i，i=1, ..., n，其中在图9中在不限制本发明的情况下选择n=3，其中不同于根据图9的实施方式，每个电池组电池5_i都拥有自己的挤压装置4。为此，在每两个相邻的电池组电池5_i、5_i+1，i = 1, ..., n-1之间，分别有框架3的中间壁35_i垂直于纵向36地固定地布置在框架3上，使得在两个相邻的中间壁35_i、35_i+1之间，电池组模块2_i+1可以被设计为根据上述实施方式之一的电池组1，而且框架3的相对应的区域形成环绕着电池组模块2_i+1的所有侧面都封闭的框架。换句话说，多个按照本发明的电池组5_i串联布置而且只被唯一的框架3包围，其中这些电池组5_i通过中间壁35_i来分开而且这些中间壁35_i与相对应的框架区域一起形成环绕着单个电池组5_i的更小的框架，如能在图10中明显看出的那样。电池组模块2_i中的每个电池组模块都具有自己的挤压装置4_i和至少一个自己的按照上述实施方式之一的电池组电池5_i。因此，按照该装置，在电池组模块2_i中的每个电池组电池5_i都可以用自己的按照本发明的挤压装置4_i以压力p_i来夹紧，也就是说与其它电池组模块2_j的电池组电池5_j和挤压装置4_j无关，j≠i。尤其是可以在每个模块2_i中都设置自己的有或者没有可移动的夹板15_i的挤压盒44_i。

在所有被描述的实施方式中，电池组1的框架3可以被设计为使得该框架可吸收相对应的力。理想地，电池组1的框架3被制造为挤压型材。在夹板15和/或16处可以施加表面制造公差补偿。例如由金属、塑料或木材制成的单板、泡沫层、粘接层、凝胶垫适合作为其它夹板15和/或夹板16。

压力容器42例如是囊或软管，在该软管中通过接口13、例如阀来输送并且排出介质43、例如可压缩介质，如气体、诸如空气。可以设置可调节的限压阀13，作为在挤压装置（用于介质43的压力容器）42与作为压力源的介质43之间的接口13。这里，压力可以相对应地被调节，而且在超过临界极限值时排出过压，或在低于临界极限值时提高压力。

因此，按照本发明的具有挤压盒的挤压装置具有如下优点：将电池组中的锂离子电池夹紧的简单的可能性；通过对挤压盒44的压力进行适配可以改变夹紧的参数；夹紧的参数可以被用作电池组的充电状态或老化的函数；在电池组中进行公差补偿。

在这些附图中，经由阀13、即例如用空气作为可压缩介质43来调节压力p。为了简便起见，选择了该图示。然而，对于具有不可压缩介质43的实施方案来说，在不限制本发明的情况下也可以选择接口13的其它实施方案。此外，即使在可压缩介质、例如空气的情况下也可能的是：以其它方式来实施该接口13，可能的变型方案会是快速闭合耦合或者软管连接。

附图标记列表

1 电池组

2₁, ..., 2_n 模块

3 框架

31 第一框架壁

32 第二框架壁

33 第三框架壁

34 第四框架壁

35 框架的中间壁

36 框架的纵向

37 框架的相反的纵向

4 挤压装置

41 挤压装置的支撑区

42 弹性挤压介质、压力容器、软管、囊

421 第一挤压介质侧

422 第二挤压介质侧

43 介质

44 挤压盒

441 挤压盒的外壳体部分

442 挤压盒的内壳体部分

443 挤压盒的支撑壁

445 挤压盒的挤压壁

45 挤压装置的挤压区

5 电池组电池、锂离子电池

51 柔韧的电池壳体（软包）

52 正极模块

53 负极模块

54 电极、阴极

55 电极、阳极

56 阴极导体

57 阳极导体

58 隔膜

13 接口、阀

15 可移动的夹板

16 另一可移动的夹板

17 密封元件

p 压力

x 挤压装置的长度

∆x 长度的膨胀

y 电极装置的宽度

Claims

1.一种电池组（1），其包括：

至少一个电池组电池（5），其中每个电池组电池（5）都具有多个并行地堆叠的电极（54、55）；和

挤压装置（4），通过所述挤压装置能给所述电极（54、55）施加压力（p）；

其特征在于

框架（3），所述框架在所有侧面都封闭，

其中所述挤压装置（4）和所述至少一个电池组电池（5）在所述框架（3）之内沿所述框架（3）的纵向（36）布置，使得如果所述挤压装置（4）施加所述压力（p），则所述挤压装置（4）的挤压区（45）沿着纵向（36）压向所述电极（54、55），而且所述挤压装置（4）的与所述挤压区（45）对置的支撑区（41）由所述框架（3）的第一框架壁（31）沿着与纵向（36）相反的纵向（37）来支撑。

2.根据权利要求1所述的电池组（1），其中所述挤压装置（4）包括挤压盒（44），所述挤压盒具有挤压壁（445）和支撑壁（443），所述挤压壁和所述支撑壁分别垂直于纵向（36）地取向，

其中所述挤压装置（4）的挤压区（45）包括所述挤压盒（44）的挤压壁（445），而所述挤压盒（44）的挤压壁（445）能沿所述框架（3）的纵向（36）朝着所述电池组（1）的电极（54、55）的方向移动，

其中所述挤压装置（4）的支撑区（41）包括所述挤压盒（44）的支撑壁（443），而所述挤压盒（44）的支撑壁（443）由所述框架（3）的第一框架壁（31）沿着相反的纵向（37）来支撑。

3.根据权利要求2所述的电池组（1），其中所述挤压盒（44）包括外壳体部分（441）和内壳体部分（442），

其中所述外壳体部分（441）和所述内壳体部分（442）沿所述框架（3）的纵向（36）或相反的纵向（37）能移向彼此并且从彼此移开地来布置，

其中所述外壳体部分（441）包括所述支撑壁（443），而所述内壳体部分（442）包括所述挤压壁（445）。

4.根据权利要求3所述的电池组（1），其中所述外壳体部分（441）形成箱形盖，所述箱形盖相对于所述支撑壁（443）敞开，而所述内壳体部分（442）形成箱形罐，所述箱形罐相对于所述挤压壁（445）敞开，使得所述内壳体部分（442）能形状配合地插进所述外壳体部分（441）中和移出。

5.根据上述权利要求之一所述的电池组（1），其中所述挤压装置（4）包括弹性挤压介质（42），所述弹性挤压介质能沿所述框架（3）的纵向（36）朝着所述电极（54、55）的方向膨胀，使得通过膨胀能给所述电极（54、55）施加压力（p），而且其中所述弹性挤压介质（42）能沿相反的纵向（37）朝着所述第一框架壁（31）的方向膨胀。

6.根据权利要求5所述的电池组（1），其中所述弹性挤压介质（42）布置在所述挤压盒（44）中，使得所述弹性挤压介质能沿所述框架（3）的纵向（36）朝着所述挤压盒（44）的挤压壁（445）的方向膨胀而且能沿相反的纵向（37）朝着所述支撑壁（443）的方向膨胀。

7.根据权利要求6所述的电池组（1），其中所述弹性挤压介质（42）是压力容器，

其中所述支撑区（41）包括所述压力容器（42）的第一挤压介质侧（421）而所述挤压区（45）包括所述压力容器（42）的第二挤压介质侧（422），

其中在所述压力容器（42）中能存储介质（43）的能可变地调节的量，而且

如果所述介质（43）的所限定的量被输送给所述压力容器（42），则所述压力容器（42）的第二挤压介质侧（422）沿纵向（36）朝着所述电极（54、55）的方向膨胀，使得对所述电极（54、55）施加压力（p），而所述第一挤压介质侧（421）沿相反的纵向（37）朝着所述第一框架壁（31）的方向膨胀。

8.根据上述权利要求之一所述的电池组（1），所述电池组包括可移动的夹板（15），所述可移动的夹板布置在所述挤压装置（4）与所述至少一个电池组电池（5）之间以及布置在所述框架（3）之内，其中所述可移动的夹板（15）将所述挤压装置（4）的压力（p）的至少一部分沿所述框架（3）的纵向（36）传递到所述电极（54、55）上。

9.根据权利要求8所述的电池组（1），其中设置至少两个电池组电池（5₁, ..., 5_n），而且在两个相邻的电池组电池（5_i、5_i+1），i = 1, ..., n-1之间可移动地并且垂直于纵向（36）地分别布置另一夹板（16_i），使得通过所述另一夹板（16_i），能将所述挤压装置（4）的压力（p）经由在所述另一夹板（16_i）前面的电极（54_i、55_i）至少部分地传递到在所述另一夹板（16_i）后面的电极（54_i+1、55_i+1）上。

10.根据权利要求1至8之一所述的电池组（1），其中设置至少两个电池组电池（5₁, ...,5_n），而且在两个相邻的电池组电池（5_i、5_i+1），i = 1, ..., n-1之间，分别有所述框架（3）的中间壁（35_i）垂直于纵向（36）地固定地布置在所述框架（3）上，使得在两个相邻的中间壁（35_i、35_i+1）之间，电池组模块（2_i+1）被设计为根据权利要求1至8之一所述的电池组（1），而且所述框架（3）的相对应的区域形成环绕着所述电池组模块（2_i+1）的所有侧面都封闭的框架。