CN110419119A - 用于具有快速放电单元的电池组电池的电池盖 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电池组电池（20）、特别是棱柱形电池组电池（20）的电池盖（10），所述电池盖用于封闭电池组电池（20）的电池壳体（11）的开口（11.1），其中在所述电池盖（10）上可布置至少两个电池端子（12）。

Description

用于具有快速放电单元的电池组电池的电池盖

技术领域

本发明涉及根据第一独立权利要求的用于电池组电池的电池盖以及根据另外的独立权利要求的电池组电池、特别是棱柱形的电池组电池。

背景技术

已知的是，用于电池组电池的电池盖配备有安全阀或压力平衡阀。从DE 10 2013221 760 A1已知一种用于电池组电池的电池盖，其中在电池盖中布置有插入的安全阀和压力平衡阀。为了提高电池组电池的安全性，此外已知的是，为电池组电池设置快速放电单元，使得在损坏情况下电池组电池可以通过其进行放电，而不损伤电池组模块的其他电池组电池。

发明内容

根据本发明的第一方面，要求保护一种用于电池组电池、特别是棱柱形电池组电池的电池盖，其用于封闭电池组电池的电池壳体的开口，其中在电池盖上可布置至少两个电池端子。此外，设置有快速放电单元，其可以至少与电池组电池的至少一个电池端子导电连接并且（至少机械地）被集成在电池盖中。在此，电池端子用作电池组电池与其他电池组电池或耗电器的电连接可能性。电池端子分别与电池组电池的阳极或阴极的接线片导电接触和/或连接。为此，接线片可以与电池端子导电接合。快速放电单元用于在需要情况下通过快速放电单元将电池组电池在最短时间内放电，使得可以防止短路或经由外部部件的放电。为此，快速放电单元可以与电池组电池的至少一个电池端子导电和/或导热地连接。优选地，快速放电单元可以在至少两个电池端子之间布置在电池组电池的电池盖上，特别是（至少机械地或导电地）集成在电池盖中。快速放电单元在电池盖中的集成能够实现从阴极或阳极到快速放电单元的尽可能短的电流路径并且因此尽可能短的电阻路径。因此，在需要情况下可以实现经由快速放电单元的可靠的放电。

本发明的其他特征和细节从并列属权利要求、说明书和附图得出。在此，结合根据本发明的电池盖描述的特征和细节自然也适于结合根据本发明的电池组电池并且反之亦然，使得关于各个发明方面的公开内容总是可以相互参考。

通过在从属权利要求中列举的措施可以实现在独立权利要求中说明的发明对象的有利的扩展和改进。

有利地，可以在电池盖中构造材料凹部，其中快速放电单元形状配合地布置在材料凹部中。材料凹部在此可以构造为冲压部。冲压部在此可以是电池盖的材料形变，其中优选地材料凹部被冲压到电池盖中，使得快速放电单元可以至少分区段地形状配合地和/或力配合地布置在材料凹部中。此外可以设想，材料凹部在电池盖上以工具下降或切削的方式来制造，诸如通过冲裁或铣削来制造。这样的材料凹部在此可以相对于被冲压的或形变的由电池盖形成的材料凹部通过以下方式来实现，即能够通过材料去除实现材料凹部。例如，材料凹部可以相应地构造为电池盖中的孔，其中这样的材料凹部优选地被确定为，使得快速放电单元可以至少分区段地形状配合地和/或力配合地保持在材料凹部中。因此优选的是，材料凹部在几何形状上与快速放电单元互补地构造。如果材料凹部仅仅是电池盖中的冲压部和/或形变区段，则电池盖可以用作快速放电单元的冷却元件，使得在需要情况下，当电池组电池经由快速放电单元放电时对快速放电单元进行冷却。

此外可以设想，在快速放电单元和电池盖之间布置有密封件。尤其可以设想，快速放电单元密封地插入在容纳部中。密封件在此例如可以粘贴和/或焊接地布置到材料凹部中和/或布置在快速放电单元上。密封件在此可以一方面用作电绝缘和/或热绝缘。此外，根据本发明的密封件可以防止环境影响、例如水和/或灰尘侵入到电池组电池中。密封件在此例如可以由塑料和/或硅树脂和/或陶瓷和/或玻璃来构造。此外，密封件可以附加地或也仅仅防止电解质从电池中泄露。优选地，密封件被构造成，使得密封件形状配合地构造在材料凹部和/或快速放电单元上。密封件例如可以形状配合地布置在快速放电单元上的和/或电池盖的材料凹部上的容纳部中。为此可设想，在材料凹部和/或快速放电单元上形成轮廓，密封件可以至少分区段地形状配合地布置、例如喷射在该轮廓中。

有利地，电池组电池的电池端子可以特别是形状配合地布置在电池盖中的端子容纳部中，其中端子容纳部被构造为装入口并且可以借助电池端子来不透流体地进行密封。至少一个端子容纳部可以在电池盖中构造为至少分区段的。端子容纳部因此可以以工具下降或切削的方式、诸如被铣削、钻孔或冲裁到电池盖中。在将电池端子安装到电池组电池中时，一个电池端子分别布置在一个端子容纳部中并且优选地形状配合地保持在其中。在此，电池端子可以在布置在电子容纳部中期间或之后与阳极和/或阴极导电连接。根据本发明，端子容纳部也可以仅仅构造为形变的电池盖区段，使得电池端子可以在其中至少分区段地形状配合地和/或力配合地布置在端子容纳部中。在此可以设想，电池端子接合在端子容纳部中，使得在电池端子、端子容纳部、特别是电池盖之间可以建立导电连接。

此外可以设想，端子容纳部被构造为装入口。在填装电池组电池之后，电池端子可以布置到端子容纳部中并且因此不透流体地密封电池组电池。为此可以规定，电池端子具有电气的和/或不透流体的密封件，该密封件可以在电池盖和电池端子之间布置在端子容纳部的区域中。

作为电池盖的材料可以考虑具有或没有涂层或漆层（用于将表面电绝缘）的导电金属合金。在这种情况下，也可以使用诸如铝形式的轻金属，这不仅导电良好，而且具有良好的导热性来冷却快速放电单元。

根据本发明的第二方面，要求保护一种电池组电池、特别是棱柱形电池组电池。电池组电池在此具有电池壳体，该电池壳体至少在一侧具有开口并且可以利用电池盖来封闭。电池盖具有至少两个彼此间隔开布置的端子。此外，设置有用于电池组电池的快速放电单元，其与至少一个电池端子至少导电，特别是也导热地连接并且被集成到电池盖中。通过在电池盖中或直接在电池盖上布置快速放电单元和因此快速放电单元与电池盖的集成的设计，能够实现快速放电单元的尽可能短的电流路径或电阻路径。因此，在需要情况下，电池组电池可以可靠地经由快速放电单元进行放电。

如果电池盖根据第一发明方面进行构造，则对于电池组电池得出已经结合根据本发明的电池盖所列举的全部优点。

有利地，电池组电池的电池端子可以分别具有连接区段，该连接区段至少分区段地延伸到电池壳体中，使得连接区段可以与阳极或阴极连接。阳极或阴极的全部接线片分别与各一个电池端子导电连接，并且电池端子布置在电池盖上，使得可以通过电池端子截取电能。因此，电池端子能够实现电池组电池与电池组模块的其他电池组电池或耗电器的连接。

优选地，每个电池端子分别具有连接区段，该连接区段至少分区段地延伸到电池壳体中，使得连接区段可以与阳极和/或阴极的接线片连接。因此可以实现在阳极或阴极与电池端子之间的尽可能短的电流路径和因此短的电阻电路。阳极或阴极的接线片可以通过电池端子的连接区段导电连接、优选接合。为此，连接区段从电池盖延伸到电池组电池的电池壳体中。在此可以设想，阳极或阴极的连接区段由电池壳体形成和/或与电池壳体材料一致地构造。此外可以设想，连接区段由电池组电池的电池盖至少分区段地形成。例如，连接区段可以由电池盖的一部分变形。能够有利的是，连接区段由电池盖的区段的形变而形成。因此不需要其他必须与电池盖连接的材料。相应地，也不存在在连接区段和电池组电池的阳极或阴极之间的其他过渡电阻。

此外可以设想，至少一个电池端子的至少连接区段与盖一件式地构造。尤其是，连接区段可以Z形、直角形或实心地构造。

能够优选的是，电池盖至少分区段地在开口的区域中延伸到电池壳体中。尤其能够优选的是，电池盖的外轮廓与电池壳体的开口的内轮廓在几何形状上互补地构造。如果电池盖被构造成，使得电池盖至少分区段地在开口的区域中延伸到电池壳体中，则电池组电池可以通过电池盖封闭，使得相对外部影响来保护电池组电池的电池内部。此外，因此可以防止，在电池组电池的生命周期中实现电池组电池的不受控的释放气体。优选地，电池盖可以与电池壳体材料配合地接合。特别地，优选的是，电池盖的外轮廓与电池壳体的开口的内轮廓在几何形状上互补地构造。因此，电池盖的外轮廓形成电池组电池的外轮廓的区段，其中电池盖布置在电池壳体的开口中。在此可设想，电池盖被构造成，使得电池盖的第一区段延伸到电池壳体中并且电池盖的第二区段与电池壳体的外轮廓形状配合地齐平。因此可以最大程度上防止在电池壳体上或从电池壳体到电池盖的过渡部处的棱和/或角。因此简化的是，电池盖可以与电池壳体在电池壳体的开口的区域中材料配合地接合。

此外可以设想，电池盖多件式地构造并且具有至少一个上部和下部，其中上部和下部尤其是借助咬口连接、熔焊、钎焊或粘贴而材料配合地相互接合。电池盖的上部在此可以在其外周长上被确定成，使得上部具有与电池壳体相同的周长。相应地，得出电池盖的上部与电池壳体的外形闭合。下部在此优选地在几何形状上被构造成，使得下部与电池壳体的开口的内轮廓在几何形状上互补地构造。电池盖的上部和下部优选地导电地和/或导热地借助咬口连接、熔焊、特别是激光熔焊、钎焊或粘贴而相互接合。可以设想，上部和/或下部具有在大约0.25mm和大约10mm之间、优选在大约1.5mm和大约7mm之间、特别优选在大约2mm和大约5mm之间的材料厚度。

能够有利的是，设置有至少一个阀，其中阀布置在电池壳体上或布置在电池组电池的与电池盖相对、尤其相反相对布置的底板上。阀在此例如可以构造为压力阀和/或排气阀，使得在对电池组电池化学反应进行排气时可以平衡电池组电池的内部压力，使得可以至少限制电池组电池、尤其电池组电池的电池壳体的形变。优选地，阀在此与电池盖间隔开地布置在电池壳体上，尤其布置在电池组电池的底板上。在需要情况下因此可能的是，快速放电单元可以对电池组电池进行放电并且同时能够实现经由电池组电池的阀的排气，而从电池组电池溢出的气体不通过快速放电单元点燃。

附图说明

其他改进本发明的措施从对本发明的一些实施例的以下描述中得出，这些实施例在附图中示意性示出。所有出自权利要求、说明书或附图的特征和/或优点（包括结构细节和空间布置）可以不仅单独地而且以本发明的极不同的组合而是重要的。在此应注意，附图仅仅具有描述性特征并且不考虑为以任何形式对本发明进行限制。

其中：

图1示出具有根据本发明的电池盖的一种可能的实施方式的根据本发明的电池组电池的第一可能的实施方式，

图2示出具有根据本发明的电池盖的一种可能的实施方式的根据本发明的电池组电池的另一可能的实施方式，

图3示出具有根据本发明的电池盖的一种可能的实施方式的根据本发明的电池组电池的另一可能的实施方式，

图4示出具有根据本发明的电池盖的一种可能的实施方式的根据本发明的电池组电池的另一可能的实施方式，

图5示出具有根据本发明的电池盖的一种可能的实施方式的根据本发明的电池组电池的另一可能的实施方式，

图6a示出根据本发明的电池盖的上部的一种可能的实施方式，

图6b示出根据本发明的电池盖的下部的一种可能的实施方式，

图6c示出根据本发明的电池盖的一种可能的实施方式，

图6d从另外的角度示出图6c中的根据本发明的电池盖的实施方式，

图7a示出根据本发明的电池盖的一种可能的多件式实施方式，

图7b示出根据本发明的电池盖的上部的一种可能的实施方式，

图7c示出根据本发明的电池盖的下部的一种可能的实施方式。

在随后的附图中，对于相同的技术特征，即使不同的实施例也使用相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中示出根据本发明的电池组电池20的第一可能实施方式。电池组电池20在此具有带开口11.1的电池壳体11，其中在电池壳体11的开口11.1中布置有根据本发明的电池盖10的一种可能的实施方式。电池盖10在此具有材料凹部10.1，其中在材料凹部10.1中布置有快速放电单元13。在快速放电单元13的两个宽向的侧面，分别布置一个电池端子12，其中电池端子12分别通过连接区段12.1与阳极或阴极的接线片导电连接。连接区段12.1在此两个都是基本上Z形地构造并且例如可以具有铜和/或铝。连接区段12.1分别一方面与电池组电池的阳极或阴极导电连接并且另一方面与电池盖10上的电池端子12导电连接。快速放电单元13通过母线12.2与第一电池端子12导电连接。在快速放电单元13的周围并且在与电池盖10的材料凹部10.1的接触区域中布置有密封件13.1。材料凹部10.1在图1中构造为电池盖10中的材料开口，其中快速放电单元13至少分区段地形状配合地布置在其中并且通过密封件13.1气密封闭材料凹部10.1的区域中的电池盖10。母线12.2优选地与电池端子12导电接合。例如，母线12.2在此可以与端子容纳部14进行激光熔焊、钎焊或导电粘贴。在利用母线12.2与快速放电单元13连接的端子容纳部12处，在端子容纳部14的区域中在电池端子12和电池盖10之间布置有端子密封件14.1，由此相对于外部影响电绝缘和/或保护地利用电池盖10封闭电池端子12。电池盖10在图1中至少分区段地与电池壳体11的内轮廓11.6形状配合地布置在开口11.1的区域中。此外在图1中示出，阀15可以在电池壳体11的宽向上布置在电池壳体11上。第二电池端子12与电池盖10导电连接、优选接合。

图2示出具有根据本发明的电池盖10的一种可能的实施例的根据本发明的电池组电池20的另一可能的实施方式。与图1的实施例的区别是，第一电池端子12直角地构造，使得电池端子12的连接区段12.1不像图1中所示Z形地延伸。电池端子12和电池端子12的连接区段12.1在这种情况下彼此具有直角。因此，尽可能短地保持由此产生的在快速放电单元13和阳极或阴极之间的电流/电阻路径，使得过渡电阻尽可能地小。借此能够实现的是，在需要情况下，快速放电单元13能够实现经由快速放电单元13对电池组电池20进行可靠放电。

图3示出具有根据本发明的电池盖10的一种可能的实施方式的根据本发明的电池组电池20的另一可能的实施方式。电池端子12的两个连接区段12.1在此直角地构造。

图3示出具有根据本发明的电池盖10的一种可能的实施方式的根据本发明的电池组电池20的另一可能的实施方式。电池盖10在此一件式地构造并且具有材料凹部10.1，该材料凹部分区段地由电池盖10形成。因此，材料凹部10.1通过在材料凹部10.1的区域中的电池盖10的形变来构造。材料凹部10.1在此在几何形状上由电池盖10形成，使得快速放电单元13至少分区段地形状配合地保持在材料凹部10.1中。第一电池端子12布置在电池盖10上并且与电池盖10导电连接。第一电池端子12利用连接区段12.1延伸到电池壳体11的内部中，使得电池组电池的阳极或阴极可以经由连接区段12.1与电池端子12导电连接。第二电池端子12布置在电池盖10中的端子容纳部14中。在第二电池端子12和端子容纳部14之间布置有端子密封件14.1，使得第二电池端子12相对于电池盖10电绝缘地构造。母线12.2导电地布置在第二电池端子12上并且与快速放电单元13连接。在快速放电单元13和电池盖10之间布置有密封件13.1，使得快速放电单元13相对于电池盖10电绝缘地构造并且相对于外部影响密封电池内部。两个电池端子12的两个连接区段12.1与电池端子12成直角地构造。

在图4中示出具有根据本发明的电池盖10的一种可能的实施方式的根据本发明的电池组电池20的另一可能的实施方式，其中图4中的电池盖10由上部11.3和下部11.4形成。在电池盖10的下部11.4中构造有材料凹部10.1，使得快速放电单元13可以基本上形状配合地布置在材料凹部10.1中。电池盖10的上部11.3在此在快速放电单元13的区域中具有开口，使得快速放电单元13可以布置在电池盖10的下部11.4上。两个电池端子12的连接区段12.1在图4中与电池端子12成直角地构造并且经由母线12.2与快速放电单元导电连接。

在图5中示出具有根据本发明的电池盖10的一种可能的实施方式的根据本发明的电池组电池20的另一可能的实施方式。图5中的实施方式与图1至4的实施方式的区别在于，第一电池端子12用作端子容纳部14的开口的封闭件，其中第一电池端子12的端子容纳部14可以用作装入口。相应地，通过第一电池端子12可以封闭端子容纳部14的开口。因此，通过端子容纳部14形成的装入口可以在填装电池组电池20之后优选地与电池端子12不透流体地接合。

图6a至6d示出根据本发明的电池盖10的可能的实施方式。在此，在图6a中示出电池盖10的上部11.3的一种可能的实施方式。电池盖10的上部11.3在此具有用于快速放电单元13的材料凹部11.1。此外，上部11.3具有端子容纳部14，电池端子12的连接区段12.1可以经过该端子容纳部延伸到电池组电池20中。在图6b中示出根据本发明的电池盖10的另一可能的实施方式。电池盖10在此具有材料凹部10.1，其中材料凹部10.1优选地由电池盖10铣削出，使得构造用于快速放电单元13的容纳部，快速放电单元13可以至少分区段地形状配合地布置在该容纳部中。此外，电池盖10具有端子容纳部14，该端子容纳部可以一方面用作装入口并且可以同时通过电池端子12封闭。在端子容纳部14的外轮廓上可以优选地布置端子密封件14.1，使得电池端子12相对于电池盖10电绝缘地布置在端子容纳部14中。此外，图6b中的电池盖10具有由电池盖10形成的连接区段12.1。在此，连接区段12.1由电池盖10的一部分沿着电池壳体11中的电池内部方向弯曲。通过连接区段12.1，由于进一步避免材料过渡而改进了可能的电阻电流路径。在图6c中示出根据本发明的电池盖10的另一可能的实施方式。与图6b中的类似，电池盖10具有材料凹部10.1，该材料凹部10.1分区段地铣削到电池盖10中，使得快速放电单元13可以至少分区段地形状配合地保持在电池盖10中。此外，电池盖10具有连接区段12.1，该连接区段由电池盖10形成。在图6d中从另一角度示出图6c中的实施方式。在此可以识别，连接区段12.1至少分区段由电池盖10形成和/或与其材料一致。此外，电池盖10具有轮廓，使得电池盖10可以形状配合地布置在电池组电池20的电池壳体11中。

图7a至7c示出多件式构造的电池盖10的可能的实施方式。在图7a中示出组合的电池盖10，其由上部11.3和下部11.4构成。电池盖10的上部11.3在此一方面具有用于快速放电单元13的材料凹部11.1和另外的端子容纳部14。在图7b中示出在图7a中所示的电池盖10的上部11.3。上部11.3在此具有用于快速放电单元13的材料凹部10.1和用于容纳电池端子12的端子容纳部14。图7c示出电池盖10的下部11.4，其中除了端子容纳部14之外，用于电池端子12的连接区段12.1也由电池盖10的下部11.4构成。连接区域12.1在此用于将电池内部的阳极或阴极与电池端子12电连接。

实施方式的前述解释仅仅在示例的范围内描述了本发明。当然，实施方式的各个特征只要在技术上合理就可以彼此自由组合，而不脱离本发明的范围。

Claims (10)

1.用于电池组电池（20）、特别是棱柱形电池组电池（20）的电池盖（10），所述电池盖用于封闭电池组电池（20）的电池壳体（11）的开口（11.1），其中在所述电池盖（10）上可布置至少两个电池端子（12），其特征在于，设置有快速放电单元（13），所述快速放电单元可至少与电池组电池（20）的至少一个电池端子（12）导电连接并且被集成在所述电池盖（10）中。

2.根据权利要求1所述的电池盖（10），其特征在于，在所述电池盖（10）中构造有材料凹部（10.1）并且所述快速放电单元（13）形状配合地布置在所述材料凹部（10.1）中。

3.根据上述权利要求之一所述的电池盖（10），其特征在于，在所述快速放电单元（13）和所述电池盖（10）之间布置有密封件（13.1）。

4.根据上述权利要求之一所述的电池盖（10），其特征在于，所述电池端子（12）可布置在所述电池盖（10）中的端子容纳部（14）中，其中所述端子容纳部（14）被构造为装入口并且可借助电池端子（12）不透流体地密封。

5.一种电池组电池（20）、特别是棱柱形电池组电池（20），具有电池壳体（11）和电池盖（10），所述电池壳体至少在一侧具有开口（11.1），所述电池盖用于封闭所述开口（11.1），其中所述电池盖（10）具有至少两个彼此间隔开布置的电池端子（12），其特征在于，设置有快速放电单元（13），所述快速放电单元至少与至少一个电池端子（12）导电连接并且被集成在所述电池盖（10）中。

6.根据权利要求5所述的电池组电池（20），其特征在于，所述电池端子（12）分别具有连接区段（12.1），所述连接区段（12.1）至少分区段地延伸到所述电池壳体（11）中，使得所述连接区段（12.1）可与阳极或阴极连接。

7.根据上述权利要求之一所述的电池组电池（20），其特征在于，至少一个电池端子（12）的至少连接区段（12.1）与所述电池盖（10）一件式地构造，特别是所述连接区段（12.1）Z形、直角形或实心地构造。

8.根据上述权利要求之一所述的电池组电池（20），其特征在于，所述电池盖（10）至少分区段地在所述开口（11.1）的区域中延伸到所述电池壳体（11）中，特别是所述电池盖（10）的外轮廓（11.2）与所述电池壳体（11）的开口（11.1）的内轮廓（11.6）在几何上互补地构造。

9.根据上述权利要求之一所述的电池组电池（20），其特征在于，所述电池盖（10）多件式地构造并且具有至少一个上部（11.3）和下部（11.4），其中特别是所述上部（11.3）和下部（11.4）借助咬口连接、熔焊、钎焊或粘贴而材料配合地相互接合。

10.根据上述权利要求之一所述的电池组电池（20），其特征在于，设置有阀（15），其中所述阀（15）布置在所述电池壳体（10）上或布置在所述电池组电池（20）的与所述电池盖（10）相对的底板（11.5）上。