CN112803101B - 用于高压电池的电池模块以及用于组装这种电池模块的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于高压电池(1)——特别是用于电运行的车辆的动力电池——的电池模块，该电池模块具有模块壳体(3)，该模块壳体的侧壁(15)包围一定数量的电池单体(3)，该模块壳体的壳体盖(19)遮盖电池单体(13)的顶侧。根据本发明，模块壳体盖(19)由柔性的膜材料块形成，该膜材料块具有较薄的材料厚度。膜材料块(19)与电池单体(13)的顶侧以及与模块壳体侧壁(15)无间隙、大面积地贴靠。

Description

用于高压电池的电池模块以及用于组装这种电池模块的方法
技术领域
本发明涉及一种用于高压电池的电池模块以及用于制造这种电池模块的方法。
背景技术
电运行的车辆的动力电池可以包括在内部布置有多个电池模块的承重的电池壳体。电池模块中的每个电池模块可以具有由电池单体形成的单体组，这些电池单体排列地布置的模块壳体中。
在这种类型的电池模块中，模块壳体的侧壁可以包围单体组。模块壳体具有模块壳体盖，该模块壳体盖覆盖电池单体顶侧。模块壳体盖作为防触电保护装置起作用，以便对于操作人员最大程度地减小在操作电池模块时的高压危险。
在现有技术中，模块壳体盖在制造技术方面复杂地被作为单独的构件提供。模块壳体盖在电池的组装状态下沿模块高度方向与电池单体顶侧间隔开一段空出的装配间隙，其中在该装配间隙中布置有单体连接件以及其它电池电体构件。由此形成了电池模块的相对高的构件高度。
文献DE 35 44 003 A1公开了一种电池盖。文献WO 2013/097968 A1公开了一种具有收缩管的电池模块。文献AT 511 819 A4公开了一种蓄电池。文献DE 10 2015 224 785A1公开了一种单体触点系统以及一种用于制造单体模块的方法。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种用于高压电池的电池模块以及一种用于制造这种电池模块的方法，从而能够与现有技术相比减少构件和/或降低制造成本。
与现有技术相比，模块壳体盖根据本发明不再实现成形状稳定的、刚性的构件。根据本发明，模块壳体盖由柔性的膜材料块形成，该膜材料块/薄膜切块具有较薄的材料厚度。膜材料块与电池单体的顶侧以及与模块壳体侧壁无间隙、大面积地贴靠。特别是，膜材料块与电池单体的顶侧无间隙、大面地贴靠以及与模块壳体侧壁贴靠。
通过提供膜材料块作为模块壳体盖，与材料密集的刚性塑料盖相比，获得了成本有利的替代方案，其中在物流和制造中无需附加的部件操作。组装好的电池模块还实现了重量和/或体积的显著降低。在以下要描述的优选实施变型中，实现了膜材料块在负压方法中的应用，其中，对仍向上敞开的电池模块壳体施加负压。由此，膜材料块在负压的作用下被吸向模块顶侧。由于抽吸过程，附加地将电池模块中可能存在的污物颗粒吸走，由此可以简单地提高电池模块的电池安全性。
在一个技术方案中，膜材料块可以与模块顶侧形成特别大面积的粘接。优选地，膜材料块既可以与电池单体顶侧、又可以与模块壳体侧壁粘接。
在具有较大产量的半自动或全自动的电池制造过程中，在制造技术方面将膜材料块简单地应用在模块顶侧是非常重要的。在这个背景下，膜材料块可以具有双层结构，即，膜材料层以及粘接层，借助于该粘接层可以提供与模块顶侧的粘接。
在电池模块的组装状态下(就是说在施加膜材料块的情况下)，膜材料块轮廓匹配地放置在模块顶侧上，即，无间隙地以及大面积地与模块顶侧贴靠。以这种方式相比于现有技术减小了电池模块的结构高度。还在膜材料块的外侧上显示出了布置在电池单体顶侧上的电池单体部件的表面轮廓，该电池单体部件例如是单体极(单体极柱)和/或极连接件(极柱连接件)。因此在使用膜材料块的情况下也可以容易地识别出电池单体部件的定位，由此可以在高压电池的进一步的组装过程中形成优势。
在一个优选的实施变型中，可以借助于负压方法进行膜材料块的施加。在该负压方法中，膜材料块可以通过负压加载被吸附从而与模块顶侧无间隙、大面积地贴靠。在批量生产方面优选的是，提供例如卷绕在卷辊上的膜材料连续料幅。该膜材料连续料幅可以在切割站中展开，并被切割成相应的膜材料块。被切割的膜材料块可以在过程技术上后续的装配站中借助于负压方法被施加在模块顶侧上。
附图说明
下面根据附图描述本发明的实施例。
在此示出：
图1示出高压电池的局部透视图；
图2示出安装在高压电池中的电池模块的透视图；
图3示出沿着图2的剖面AA剖开的剖面图；
图4至6分别示出用于制造电池模块的各个过程步骤的视图。
附图标记列表：
1 高压电池
3 电池壳体
5 长方体形的电池模块
7 壳体下部
9 电池盖
11 电池模块壳体
13 电池单体
15 电池模块侧壁
19 电池模块盖
20 膜材料层
21 单体极
23 极连接件
25 粘接层
27 负压腔
29 负压工具
PU 负压
具体实施方式
图1示出高压电池1的局部透视图，该高压电池例如作为动力电池能被安装在电运行的车辆中。高压电池1具有承重的电池壳体3，在该电池壳体中布置有一定数量的长方体形的电池模块5。壳体3具有盆形的壳体下部7，该壳体下部被电池盖9封盖。
在图2中单独示出电池模块5中的一个。电池模块5具有电池模块壳体11，在该电池模块壳体中布置有单体组，该单体组由排列布置的棱柱形电池单体13组成。
在图2中，电池模块壳体11由环绕的壳体侧壁15构成，该壳体侧壁包围单体组。此外，模块顶侧被模块壳体盖19遮盖，该模块壳体盖作为对操作人员的防触电保护装置，用于避免高压危险，其中，布置在电池单体顶侧的电子部件、例如单体极21和/或极连接件23对于操作人员而言被布置成防触电的。
如图3所示，模块壳体盖19被实现成具有较薄的材料厚度的膜材料块，该膜材料块在附图中夸大地示出。膜材料块19与模块壳侧壁15的顶侧以及与电池单体13的顶侧无间隙地以及大面积地粘接。该粘接在图3中借助于粘接层25提供，该粘接层是膜材料块19的组成部分。因此，膜材料块双层地、即由外侧的膜材料层20和内侧的粘接层25实现。
在图3中，膜材料块19与模块顶侧轮廓相匹配地被施加，从而在膜材料块的走向中(就是说在膜材料块的外侧)复现出位于电池单体顶侧的单体部件21、23的表面轮廓。
下面根据图4至6描述用于制造在图2和图3中示出的电池模块5的过程步骤。因而，在图4中首先提供顶侧仍处于开放的电池模块5连同嵌入其中的单体组作为预装配单元。膜材料块19的施加借助于负压方法实现，在该负压方法中预装配单元被装入仅简略示出的负压工具29的负压腔27中。
随后，根据图5所示，膜材料块19在边缘侧被安置并粘接在模块壳体侧壁15的上方的外边缘30上。在另一过程步骤中，负压腔27以及进而模块顶侧被施加负压pU(图6)。在负压方法中，通过单体组中的空出的流动间隙，经由模块底侧而将空气从电池模块中吸出。空气流动路径在图6中以虚线箭头表示。以这种方式，膜材料块19被吸附从而与电池单体顶侧并与侧壁顶侧贴靠。在双重作用下，借助于空气流从电池模块中吸出可能会影响电池模块5的运行安全性的污物。

Claims (9)

1.一种用于高压电池(1)的电池模块，该电池模块具有模块壳体(3)，该模块壳体的侧壁(15)包围一定数量的电池单体(13)，该模块壳体的壳体盖(19)遮盖电池单体(13)的顶侧，
其特征在于，
模块壳体盖(19)由柔性的膜材料块形成，该膜材料块具有较薄的材料厚度，膜材料块与电池单体(13)的顶侧以及与模块壳体侧壁(15)无间隙、大面积地贴靠。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述高压电池(1)是用于电运行的车辆的动力电池。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，膜材料块与电池单体(13)的顶侧以及与模块壳体侧壁(15)大面积地粘接。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其特征在于，膜材料块具有双层结构并具有膜材料层(20)和粘接层(25)，该粘接层用于提供与电池单体顶侧以及与模块壳体侧壁(15)的粘接。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的电池模块，其特征在于，膜材料块以轮廓匹配的方式被放置在模块顶侧上，从而膜材料块的外侧复现出布置在电池单体(13)的顶侧上的单体部件的表面轮廓。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其特征在于，所述单体部件是单体极(2)和/或极连接件(23)。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的电池模块，其特征在于，借助于负压方法进行膜材料块的施加，在该负压方法中，借助于负压(pU)使膜材料块被以无间隙、大面积地与模块顶侧贴靠的方式压紧。
8.一种用于组装根据权利要求1-7中任一项所述的电池模块(5)的方法，在该方法中提供膜材料连续料幅，该膜材料连续料幅在切割站被切割成膜材料块，和/或在装配站(29)将膜材料块施加在电池单体(13)的顶侧，借助于负压方法施加膜材料块，其中借助于负压(pU)使膜材料块被压紧从而与电池单体(13)的顶侧无间隙、大面积地贴靠。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于，在负压方法中，从模块顶侧通过在电池模块(5)中的单体组中的空出的流动间隙、经由模块下侧将空气从电池模块(5)中抽出，并且借助于空气流吸出在电池模块(5)内部的污物。
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