CN115377597A - 无框架的电池组及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无框架的电池组，所述电池组包括至少两个电池单体(1)，这些电池单体(1)排列设置在一起并且彼此电连接，每个电池单体(1)具有壳体和设置在该壳体内的活性材料，每个电池单体(1)的壳体分别具有彼此间隔开距离的顶壁和底壁以及将顶壁和底壁彼此连接的侧壁，其特征在于：相邻电池单体(1)的壳体通过焊接相互连接并且直接无框架地形成所述电池组。本发明的电池组结构简单紧凑、重量轻并且能在整体体积相同的情况下为电池活性材料提供更大空间，从而能实现更大的能量密度。本发明还涉及一种用于制造电池组的方法以及装备有电池组的车辆。

Description

无框架的电池组及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种无框架的电池组及其制造方法。

背景技术

近年来，随着国际社会普遍对爱护地球、保护环境、改善气候给予越来越多的重视，混合动力车和电动车得到了显著发展。而高压蓄能器(蓄电池)是混合动力车和电动车最重要的组成部分之一，其直接影响着车辆的续航里程等。混合动力车或电动车的高压蓄能器或者说高压电池组通常由多个彼此电连接的电池模块组成。每个电池模块又包括多个彼此电连接的电池单体。

在现有技术中，如图1所示，通常将电池模块的各个电池单体1设置在一个另外配置的外壳体2中，这些电池单体1沿着电池组的纵向方向L(即电池单体排列成组的方向)相继排列设置并且彼此电连接，每个电池单体1具有长方体形的壳体和设置在其内的电池活性材料10，每个电池单体1的壳体分别具有相同大小的彼此间隔开距离的顶壁和底壁以及四个将所述顶壁和底壁彼此连接的侧壁。具体地，在制造电池模块时，首先将各个电池单体1相继排列地设置成一个“单体组”，然后给这个单体组的如图1所示的上下两侧、即电池组的平行于电池组纵向方向L延伸的两个侧壁设置粘接剂3，接着将两个所谓的“张紧板4”放置到这个单体组的这两个侧壁上，张紧板4利用粘接剂3粘紧。然后在单体组的如图1所示的左右两侧、即垂直于电池组纵向方向L延伸的两个侧壁上设置两块压板5，接着将压板5与张紧板4在二者临近的部位进行焊接，形成焊接部6；或者替代地利用螺纹件将左右两块压板5张紧。由此形成了一个模块式框架、亦即外壳体2，各个电池单体1相继排列地装在该模块式框架、即外壳体2之中。从而实现了结构的统一性并且将各电池单体1压紧。

现有技术的这种电池模块的目标在于，在相同的空间内容纳最大数量的电池活性材料，以便在相同的体积情况下为车辆提供最多的能量用以行驶运行或者以便降低成本，同时又确保整个电池模块的机械结构完整性和稳定性。

发明内容

然而，本申请的发明人发现，在现有技术已知的电池模块或电池组中，电池单体自身并没有用作主要的结构部件。这导致需要大量的部件或要素(比如压板、张紧板、粘接剂、螺纹拉杆等)来构成电池模块或电池组的额外的框架，而且这还导致高成本、大的重量以及空间需求，因为很多空间不是用于电池活性材料。

因此，本发明的目的在于，提供一种无框架的电池组及其制造方法，该电池组结构简单紧凑、重量轻并且能在整体体积相同的情况下为电池活性材料提供更大空间，从而能实现更大的能量密度。此外，由于按照本发明的电池组不需要现有技术中采用的额外的框架式外壳体，所以按照本发明的无框架的电池组能够根据个性化的用户需求自由扩展电池单体的数量，从而能更好地匹配于实际应用工况的空间条件，不受现有技术中框架的限制。

按照本发明的无框架的电池组包括至少两个电池单体，所述电池组包括至少两个电池单体，这些电池单体排列设置在一起并且彼此电连接，每个电池单体具有壳体和设置在该壳体内的活性材料，每个电池单体的壳体分别具有彼此间隔开距离的顶壁和底壁以及将顶壁和底壁彼此连接的侧壁，其特征在于：相邻电池单体的壳体通过焊接相互连接并且直接形成无框架的所述电池组。在按照本发明的电池组中，电池单体的壳体通过焊接相互连接之后直接形成整个电池组，从而不再需要现有技术中必需的压板、张紧板、粘接剂、螺栓、螺纹拉杆等等部件所形成的额外的外壳体，并且也省去了诸如粘接、焊接、拧紧等紧固步骤。因此，通过本发明的创新构思：按照本发明构造的无框架的电池组与根据现有技术的电池模块相比具有更少的部件，并且因而成本更低。在电池单体及其数量相同的情况下，按照本发明构造的无框架的电池组与现有技术相比具有更小的重量，进而电池组的外部尺寸也更小，从而能更好地适配于车辆或者电气设备内所提供的更小空间；或者说在电池组外部尺寸相等的情况下，按照本发明构造的无框架的电池组具有更大的内部容积，能容纳更多或更大的电池单体，因而能为车辆或电气设备提供更多电能可供使用。此外，按照本发明构造的无框架的电池组能比较完美地使电池单体适配于电池组设计。另外，在按照本发明构造的电池组中简化了制造工艺。

按照一种优选的实施方式，相邻的电池单体的壳体通过在相邻侧壁间、顶壁间或底壁间的一整条焊缝或者多个焊点相互连接。焊接可以在多个部位处形成，例如在两个相邻的电池单体壳体之间进行焊接可以在电池单体壳体的底壁和/或侧壁和/或顶壁实现。

由于在焊接过程中会产生热量，这可能会使电池单体内部的活性材料过热。为此，在对各电池单体壳体进行焊接时，可以先将各电池单体壳体焊接成一个电池组壳体，然后再将活性材料分别填加到各个电池单体壳体中。也可以采用点焊方式形成电池组壳体，因为点焊会产生相对较少的热量。替代地或者附加地，可以在电池单体壳体之间待连接的部位处形成一个焊点系列，而不是一条连续的焊缝。为此，例如在相邻电池单体的侧壁间进行焊接时，可以首先在底部进行焊接、然后在中部进行焊接、接着在顶部进行焊接，之后继续按照“底部——中部——顶部”的顺序继续进行焊接，形成多段离散的短焊缝，甚至直至形成整条焊缝。当然，其他顺序也是可行的。这种分散式焊接能显著降低热量聚集。替代地或者附加地，可以在焊接过程中对电池单体壳体的其余部分进行主动冷却降温。替代地或者附加地，可以尤其是在焊接区内针对较高的热量容量而采用增大的壁厚或更多材料。替代地或者附加地，电池单体壳体可以包括阻热内部材料或者阻热性活性材料。

由于焊接通常是一种电连接，所以为了避免或减少发热，还可例如采用如下方式：

将焊接区选择成电势中性的(即，非正电势、也非负电势)，或者将焊接区选择成相对于端子具有高的阻抗，以便避免形成短路(例如相对于活性材料绝缘)；

在焊接时，各个电池单体彼此尽量并联，从而连接面具有相同的电势。

在直接将各电池单体焊接连接成一个电池组时，焊接生热可能对电池内部活性材料产生不利影响、甚至在最糟糕情况下会损坏电池内部活性材料。而且尤其是当需要将各电池单体进行串联连接时，由于相邻电池单体的正极和负极直接临近，所以焊接有可能在两个相邻电池单体之间造成短路。为此，本发明还提出了如下的进一步改进方案。

按照本发明的一种优选的实施方式，所述电池单体的壳体构成为多层式壳体，其中，在所述壳体的要相互焊接的部位处设置有电绝缘层和/或隔热层。电池单体的壳体设置的电绝缘层和/或隔热层可以阻止电流和/或热量向电池单体壳体的其他部位传递，防止电池内部活性材料过热和/或防止在电池单体之间造成短路。由此，对于本发明来说，电池单体串联连接也是可行的。

按照本发明的一种优选的实施方式，所述电池单体的壳体在顶壁、侧壁和/或底壁的要焊接的部位处设有挤出型材或者所述电池单体的壳体构成为一体式的挤出型材。

按照本发明的一种进一步优选的实施方式，所述电池单体的壳体在要焊接的棱边处设有局部的用于隔热的挤出型材，在局部的用于隔热的挤出型材中形成有中空通道，从而形成了隔热结构，并且相邻电池单体的壳体通过在所述挤出型材处的焊接相互连接；或者所述电池单体的壳体在要焊接的顶壁、侧壁和/或底壁上设有用于隔热且碰撞保护的挤出型材，在该用于隔热且碰撞保护的挤出型材中形成有中空通道，从而不仅形成了隔热结构、而且形成了电池单体的抗碰撞结构，并且相邻电池单体的壳体通过在所述用于隔热且碰撞保护的挤出型材处的焊接相互连接。

所设置的挤出型材不仅能形成隔热结构，在中空通道中可引入冷却流体，实现主动冷却并改善临时的隔热；而且也能提高电池单体、进而整个电池组的抗碰撞性能。挤出型材既可以是单独的部件并且事后安装在电池单体壳体上，可安装在底壁、顶壁和/或侧壁上或者仅仅安装在特定的侧棱边处；或者挤出型材也可以集成于电池单体壳体，从而形成一体式壳体。当挤出型材安装在侧棱边处时，电池单体壳体的更多内部容积可用于活性材料。尤其是如果电池内部材料不是瑞士卷式的卷绕结构并且由堆叠或层叠制成，则层尺寸或叠尺寸可针对电池单体内的每一层单独个性化地确定，因此最大化地利用电池单体的内部容积。总之，通过应用挤出型材，可更好地直接进行电池单体壳体与电池单体壳体之间的焊接，节省了成本并且减小了电池组的重量和尺寸。此外，电池单体以及由此形成的电池组的抗碰撞机械安全性得到了提高。

按照本发明的一种优选的实施方式，当电池组的相邻电池单体之间存在间隙时：在相邻的电池单体的要焊接的顶壁、侧壁和/或底壁上设有金属连桥板用以跨接所述间隙，相邻的电池单体的壳体分别与金属连桥板焊接连接；或者所述电池单体的壳体在要焊接的部位处具有凹部，金属连桥板放置在由两个相邻电池单体壳体的凹部形成的凹陷空间中，金属连桥板与电池组的外表面齐平，相邻的电池单体的壳体分别与金属连桥板焊接。优选地，电池单体壳体的形成整个电池组外表面的表面没有凹部，使得整个电池组的外表面基本上光滑连续。

按照本发明的一种优选实施方式，所述电池单体的壳体在顶壁、底壁或一个侧壁上具有伸出的突出部，所述突出部贴靠并且焊接在相邻的下一个电池单体的壳体的底壁、顶壁或侧壁上；或者所述电池单体的壳体在顶壁、底壁或一个侧壁上具有伸出的突出部，而在底壁、顶壁或与所述一个侧壁相反的侧壁上设有凹部，所述突出部伸进相邻的下一个电池单体壳体的凹部中，并且相邻电池单体的壳体在突出部与凹部的贴靠部位处相互焊接；或者所述电池单体的壳体在顶壁和底壁上或在两个相反的侧壁上分别具有伸出的突出部，一个电池单体壳体的突出部贴靠并且焊接在相邻的下一个电池单体的壳体的突出部上。优选地，突出部垂直地从相应的壁伸出，而凹部相应垂直地凹进相应的壁。优选地，电池单体壳体的形成整个电池组外表面的表面没有突出部和凹部，从而整个电池组的外表面光滑连续。

在上述两种优选实施方式中，由于采用了金属连桥板或电池单体壳体本身的突出部，从而能在电池单体之间实现一定的间隙，而且能跨接所述间隙对相邻的电池单体实施焊接，在所述间隙中可设置附加的间隔物，例如传热薄膜或层、隔热薄膜或层、粘接剂层或者其他类似的间隔件或缓冲物，以便能够吸收电池单体的膨胀力，从而提高了电池单体以及整个电池组的寿命。

按照本发明的无框架的电池组中的电池单体可具有任意形状，例如圆柱形、棱柱形、椭圆柱形等等。优选地，电池单体的壳体是长方体形的并且具有四个将顶壁和底壁彼此连接的侧壁。

本发明还涉及一种用于制造无框架的电池组的方法，所述电池组包括至少两个电池单体，所述方法包括如下步骤：

提供至少两个电池单体，每个电池单体具有壳体和设置在该壳体内的活性材料，每个电池单体的壳体分别具有彼此间隔开距离的顶壁和底壁以及将顶壁和底壁彼此连接的侧壁，

将所述至少两个电池单体排列设置在一起并且彼此电连接，

将相邻电池单体的壳体通过焊接相互连接并且无框架地直接形成所述电池组。

根据本方法的一种优选实施方式，将相邻的电池单体的壳体通过相邻侧壁间、顶壁间或底壁间的一整条焊缝或者多个焊点相互连接。

根据本方法的一种优选实施方式，将所述电池单体的壳体构成为多层式壳体，其中，在所述壳体的要相互焊接的部位处设置电绝缘层和/或隔热层，然后将相邻电池单体的壳体在所述电绝缘层和/或隔热层处相互焊接。

根据本方法的一种优选实施方式，给电池单体的壳体在顶壁、侧壁和/或底壁的要焊接的部位处设置挤出型材或者将电池单体的壳体构成为一体式的挤出型材，然后将相邻电池单体的壳体在挤出型材处相互焊接。

根据本方法的一种进一步优选的实施方式：给所述电池单体的壳体在要焊接的棱边处设置局部的用于隔热的挤出型材，在局部的用于隔热的挤出型材中形成有中空通道，从而形成了隔热结构，并且将相邻电池单体的壳体在所述局部的用于隔热的挤出型材处相互焊接；或给所述电池单体的壳体在要焊接的顶壁、侧壁和/或底壁上设置用于隔热且碰撞保护的挤出型材，在该用于隔热且碰撞保护的挤出型材中形成有中空通道，从而不仅形成了隔热结构、而且形成了电池单体的抗碰撞结构，并且将相邻电池单体的壳体在所述用于隔热且碰撞保护的挤出型材处相互焊接。

根据本方法的一种优选实施方式，在电池组的相邻电池单体之间设置间隙，接着在相邻的电池单体的要焊接的顶壁、侧壁和/或底壁上设置金属连桥板用以跨接所述间隙，然后将相邻的电池单体的壳体分别与金属连桥板焊接连接。或者，给所述电池单体的壳体在要焊接的部位处设置凹部，将金属连桥板放置到由两个相邻电池单体壳体的凹部形成的凹陷空间中，金属连桥板与电池组的外表面齐平，然后将相邻的电池单体的壳体分别与金属连桥板焊接。优选地，电池单体壳体的形成整个电池组外表面的表面没有凹部，使得整个电池组的外表面基本上光滑连续。

根据本方法的一些优选实施方式，给所述电池单体的壳体在顶壁、底壁或一个侧壁上设置伸出的突出部，将所述突出部贴靠并且焊接到相邻的下一个电池单体的壳体的底壁、顶壁或侧壁上；或给所述电池单体的壳体在顶壁、底壁或一个侧壁上设置伸出的突出部，而在底壁、顶壁或与所述一个侧壁相反的侧壁上设置凹部，将所述突出部插进相邻的下一个电池单体壳体的凹部中，并且将相邻电池单体的壳体在突出部与凹部的贴靠部位处相互焊接；或者给所述电池单体的壳体在顶壁和底壁上或在两个相反的侧壁上分别设置伸出的突出部，将一个电池单体壳体的突出部贴靠并且焊接到相邻的下一个电池单体的壳体侧壁上的突出部。优选地，电池单体壳体的形成整个电池组外表面的表面没有突出部和凹部，从而整个电池组外壳体的外表面光滑连续。优选地，突出部垂直地从相应的壁伸出，凹部垂直地从相应的壁缩进。

按照本发明的无框架的电池组的细节、优点和有益技术效果相应地同样适用于按照本发明的方法，并且反之亦然，在此不再赘述。

按照本发明的无框架的电池组能用于纯电动车、混合动力车以及其他电气设备中，可很好地安装、优选焊接在相应的耗电设施中。进一步优选地，按照本发明的无框架的电池组能集成在车辆底盘中。

本发明还涉及一种车辆或电气设备，所述车辆或电气设备装备有根据本发明的电池组。

附图说明

下面依据实施例更详细地描述本发明。在此：

图1示出一种根据现有技术的电池模块的示意性俯视图；

图2示出一种根据本发明第一实施例的电池组的示意性俯视图；

图3示出根据本发明第一实施例的电池组的相邻两个电池单体的连接的两种不同的示意性侧视图；

图4示出一种根据本发明优选的第二实施例的电池组的相邻两个电池单体的连接的示意性俯视图；

图5示出根据本发明优选的第三和第四实施例的电池组的相邻两个电池单体的连接的示意性俯视图；

图6示出在电池组的两个电池单体之间存在层或者间隙的情况的示意性俯视图；

图7示出一种根据本发明优选的第五实施例的电池组的相邻两个电池单体的连接的示意性俯视图；

图8示出一种根据本发明优选的第六实施例的电池组的相邻两个电池单体的连接的示意性俯视图；

图9示出一种根据本发明优选的第七实施例的电池组的相邻两个电池单体的连接的示意性俯视图；

图10示出一种根据本发明优选的第八实施例的电池组的相邻两个电池单体的连接的示意性俯视图；以及

图11示出一种根据本发明优选的第九实施例的电池组的相邻两个电池单体的连接的示意性俯视图。

具体实施方式

下文参考附图描述本发明，在附图中示出了本发明的一些实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文所描绘和描述的实施例；相反，提供这些实施例，使得本公开将是充分、彻底和完整的，并且将使本领域技术人员充分地理解本发明的构思和范围。本文公开的实施例可以以任何在技术上可实施的方式和/或组合来组合，从而可以提供许多另外的实施例。

除非另有定义，本公开中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。在描述中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不旨在限制本发明。

为了便于说明，在各附图中，相同的附图标记指代相同或类似的元件、模块、单元、单体和/或部件，并且附图中的各部分不一定按比例绘制。

在下文中，除非另有说明，否则“左”、“右”、“上”、“下”、“外”、“内”等均是参考相应图中的方向而言的。应当理解的是，诸如“左”、“右”、“上”、“下”、“外”、“内”等的空间关系措辞旨在用于说明一个特征与另一特征在相应附图中的相对位置关系。当观察方向或安装状态改变时，空间关系措辞也相应地改变。

首先参考图2和图3。图2示出了根据本发明第一实施例的电池组的俯视图，而图3示出了根据本发明第一实施例的电池组的相邻两个电池单体1的连接的两种不同实施方式的示意性侧视图。按照本实施例的电池组包括多个——在这里示例性地五个——电池单体1，这些电池单体1沿着电池组的纵向方向L相继排列设置并且彼此电连接，各电池单体1都具有大致长方体形的壳体，该壳体包括一个底壁、一个顶壁和四个侧壁，这些电池单体1的壳体以其较宽的侧壁彼此贴靠地相继排列成一排。在整个电池组的由各电池单体1的壳体的较窄的侧壁形成的两侧上、即在平行于电池组的纵向方向L延伸的两个侧壁上，每两个相邻的电池单体1的壳体在其接缝处通过焊接相互连接。由此形成一个整体的框架式结构，直接形成的这个整体的框架式结构作为电池组的承载结构。从而电池组不再需要如图1中的现有技术所示的另外的壳体构件。

根据连接强度的要求，两个相邻的电池单体1壳体之间的焊接部6可以是在相邻的电池单体1壳体的相邻侧壁间的一整条焊缝(如图3中左侧的视图所示)，也可以是多段离散的焊缝或多个焊点(如图3中右侧的视图所示)。当然，两个相邻的电池单体1壳体之间的焊接部6也可以设置在相邻的电池单体1壳体的相邻顶壁间和/或底壁间。

图4示出了一种根据本发明优选的第二实施例的电池组的相邻两个电池单体的连接的示意性俯视图，这里仅示出了其中的相邻两个电池单体1的连接。在按照该第二实施例的电池组中，各个电池单体1的壳体构成为多层式壳体。在本实施例中具体地，每个电池单体1的壳体在其四个侧壁间形成的四条棱边处设置有电绝缘层和/或隔热层7。焊接部6可设置在相邻的电池单体壳体的设有电绝缘层和/或隔热层7的部位处。由此在对各电池单体壳体进行焊接时，电绝缘层和/或隔热层7可以阻止电流和/或热量向电池单体壳体的其他部位传递，防止电池内部的活性材料10过热和/或防止在电池单体之间造成短路。由于各电池单体壳体设有电绝缘层和/或隔热层7，各电池单体也可以相互串联连接。

图5示出根据本发明优选的第三和第四实施例的电池组的示意性俯视图，这里仅示出了其中的相邻两个电池单体1的连接。在这两个实施例中，各电池单体的壳体都采用了挤出型材。

在按照图5左侧的第三实施例的电池组中，电池单体1的壳体采用了局部的挤出型材设计。更具体地说，电池单体1的壳体在其四个侧壁间形成的四条棱边处设置有局部的用于隔热的挤出型材8。这些挤出型材8在内部具有垂直于电池单体1的壳体顶壁延伸的中空通道，这些中空通道形成隔热结构。进一步优选地，在这些中空通道中可引导冷却流体，以进一步提高冷却/隔热效果。在焊接各电池单体1的壳体以形成电池组时，每两个相邻电池单体1的壳体通过在所述局部的挤出型材8处的焊接部6相互连接，以此类推，从而得到一个牢固而紧凑的电池组。所设置的局部的用于隔热的挤出型材8能够进一步阻止焊接热量传递给电池单体1内部的活性材料10，更好地保护电池单体1。另外，在一个电池单体1内部相邻的两个挤出型材8之间的空间可用作活性材料10的附加空间9。

在按照图5右侧的第四实施例的电池组中，电池单体的壳体采用了完全挤出型材设计。更具体地说，电池单体1的长方体形壳体在其平行于电池组的纵向方向L延伸的侧壁、优选整个侧壁上设置有、例如粘接、焊接或其他类似方式施加有用于隔热且碰撞保护的挤出型材11。这些挤出型材11覆盖、优选完全覆盖电池单体1的长方体形壳体的两个对置的在图中较窄的侧壁。这些挤出型材11在内部具有至少一个、在这里两个垂直于电池单体1的壳体顶壁延伸的中空通道，从而不仅形成了隔热结构、而且形成了电池单体1、进而整个电池组的抗碰撞结构，既改善了隔热、又提高电池单体壳体的强度以进行碰撞保护。进一步优选地，在这些中空通道中可引导冷却流体，以进一步提高冷却/隔热效果。在焊接各电池单体的壳体以形成整个电池组时，焊接部6设置在每两个相邻电池单体1的挤出型材11的接缝处，以此类推，从而得到一个牢固而紧凑的电池组。所设置的挤出型材11能够进一步阻止焊接热量传递给电池单体1内部的活性材料10，更好地保护电池单体1，并且所设置的挤出型材11还能提高电池单体1、进而整个电池组的壳体强度并且在碰撞情况下为其提供更好的保护，防止活性材料10不慎外泄。这进一步提高了整个电池组的安全性。同时，挤出型材11还提高了电池单体1、进而整个电池组的抵抗碰撞的强度。

对于第三和第四实施例来说，替代地，局部的用于隔热的挤出型材8和用于隔热且碰撞保护的挤出型材11也可以与电池单体1的长方体形壳体的侧壁构造成一体的，亦即，电池单体1的壳体由挤出型材制成。由此不再需要设置或安装挤出型材8或11的额外的工艺步骤。

图6示出在电池组的两个电池单体1之间存在间隙12的情况的示意性俯视图，在该间隙中可设置间隔物(例如传热薄膜或层、隔热薄膜或层、粘接剂层或者其他类似的间隔件或缓冲物)，或者也可以不设置任何间隔物、而是仅仅存在空气。间隙12可用于吸收在焊接过程中或在电池运行中在电池单体之间产生的膨胀力。在这种情况下，由于在两个电池单体1之间存在间隙12，这导致两个电池单体1不能直接相互焊接，因为它们之间的几何间隙过大，难以借助焊接将这个间隙封闭。对此，本发明提供了如下解决方案：

图7示出一种根据本发明优选的第五实施例的电池组的示意性俯视图，这里也仅示出了其中的两个相邻电池单体1的连接。为了跨接两个相邻电池单体1之间的间隙12，在这两个电池单体1之间在形成电池组外表面的侧壁——在图7中为上下两个侧、优选居中地、设有金属连桥板13，该金属连桥板跨接间隙12。然后将这两个电池单体1的壳体分别与金属连桥板13焊接。以此类推，从而得到牢固而紧凑的电池组。

图8示出一种根据本发明优选的第六实施例的电池组的示意性俯视图，这里也仅示出了其中的两个相邻电池单体1的连接。在该第六实施例中，电池单体1的壳体在其四个侧壁间形成的四个棱边处具有凹部14，这些凹部优选具有相同的尺寸。金属连桥板13从平行于电池组的纵向方向L延伸的侧面放置在由两个相邻电池单体壳体的角部处的凹部14形成的凹陷空间中。在这里，金属连桥板13的厚度基本上等于凹部14在垂直于电池组纵向方向L的方向上的深度，并且金属连桥板13的长度基本上等于一个凹部14在平行于电池组纵向方向L的方向上的深度的两倍再加上间隙12的尺寸。因此，金属连桥板13基本上形锁合地放置在所述凹陷空间中，并且金属连桥板13基本上与电池组的外表面齐平。金属连桥板13在与相应凹部14相接之处与电池单体1的壳体焊接连接。以此类推，从而得到牢固而紧凑的电池组。

图9示出一种根据本发明优选的第七实施例的电池组的示意性俯视图，这里也仅示出了其中的两个相邻电池单体1的连接。在该第七实施例中，电池单体1的壳体仅在一个垂直于电池组纵向方向L延伸的侧壁上在上下两个角部、即在该侧壁与相邻侧壁的两个棱边处具有沿电池组纵向方向L、在图9中沿向右的方向伸出的突出部15。优选地，突出部15垂直地从相应的侧壁伸出。由此，当多个电池单体1彼此并排排列时，在每两个相邻的电池单体1之间形成间隙12。如上所述，在该间隙12中可设置间隔物(例如传热薄膜或层、隔热薄膜或层、粘接剂层或者其他类似的间隔件)或者也可以不设置任何间隔物、而是仅仅存在空气。由此，可在一个电池单体壳体的突出部15与相邻的下一个电池单体壳体的平坦侧壁搭接或贴靠的部位处进行焊接。从而得到牢固而紧凑的电池组。

图10示出一种根据本发明优选的第八实施例的电池组的示意性俯视图，这里也仅示出了其中的两个相邻电池单体1的连接。该第八实施例与第七实施例的区别在于：电池单体1的壳体的右侧壁上的两个突出部15构造成更长一些并且电池单体1的壳体还在左侧侧壁上在该左侧侧壁与相邻侧壁的两个棱边处设有凹部14。由此，当多个电池单体1彼此相继并排排列在一起时，一个电池单体壳体的突出部15的至少一部分基本上形锁合地伸进相邻的下一个电池单体壳体的凹部14中、优选伸到该凹部的底部。然后相邻的两个电池单体1的壳体在突出部15与凹部14的贴靠部位处相互焊接连接。由于一个电池单体壳体的两个突出部15在垂直于电池组纵向方向L的方向上基本上形锁合地包夹相邻的下一个电池单体壳体的凹部14，所以实现了相邻电池单体的壳体间在垂直于电池组纵向方向L的延伸方向上的附加的固定。从而得到特别牢固而紧凑的电池组。

图11示出一种根据本发明优选的第九实施例的电池组的示意性俯视图，这里也仅示出了其中的两个相邻电池单体1的连接。该第九实施例与第七实施例的区别在于：电池单体1的壳体在四个棱边处都分别具有相应地在电池组的纵向方向L上沿相反方向、亦即沿图中的左右方向伸出的突出部15。由此，当多个电池单体1彼此相继并排排列在一起时，一个电池单体壳体的右侧的两个突出部15与相邻的下一个电池单体壳体的左侧的两个突出部15对接，由此在两个相邻电池单体1之间形成一个间隙12。然后在突出部15彼此对接的部位处进行焊接。以此类推，从而得到牢固而紧凑的电池组。

理所当然的，在按照本发明的第六、第七、第八、第九实施例中，电池单体壳体的形成电池组外表面的壁没有突出部15和凹部14，使得由此制成的整个电池组的外侧面基本上是光滑连续的。另外优选地，突出部15和凹部14也可以不设置在相应壁的棱边处，而是设置在相应壁的靠内的部分面上。

在以上实施例中，电池单体1的壳体是长方体形的；但本发明并不限于此，其他形状，例如圆柱形、椭圆柱形、三棱柱形或其他棱柱形、圆台形、棱台形也是可行的。

以上是对本发明的说明，而不应被解释为对本发明的限制。虽然已经描述了本发明的示例性实施例，但是本领域技术人员将容易地理解，在不实质上脱离本发明的新颖教导和优点的情况下，在示例性实施例中可以进行许多修改。因此，所有这些修改旨在被包括在如权利要求中所限定的本发明的范围内。本发明由所附权利要求限定，其中包括权利要求的等同形式。

Claims (17)

1.电池组，所述电池组包括至少两个电池单体(1)，这些电池单体排列设置在一起并且彼此电连接，每个电池单体(1)具有壳体和设置在该壳体内的活性材料，每个电池单体(1)的壳体分别具有彼此间隔开距离的顶壁和底壁以及将顶壁和底壁彼此连接的侧壁，其特征在于：相邻电池单体(1)的壳体通过焊接相互连接并且直接无框架地形成所述电池组。

2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于：相邻的电池单体(1)的壳体通过相邻侧壁间、顶壁间或底壁间的一整条焊缝或者多个焊点相互连接。

3.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于：所述电池单体(1)的壳体构成为多层式壳体，其中，在所述壳体的要相互焊接的部位处设置有电绝缘层和/或隔热层(7)。

4.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于：所述电池单体(1)的壳体在顶壁、侧壁和/或底壁的要焊接的部位处设有挤出型材或者所述电池单体(1)的壳体构成为一体式的挤出型材。

5.根据权利要求4所述的电池组，其特征在于：

所述电池单体(1)的壳体在要焊接的棱边处设有局部的用于隔热的挤出型材(8)，在局部的用于隔热的挤出型材(8)中形成有中空通道，从而形成了隔热结构，并且相邻电池单体(1)的壳体通过在所述局部的用于隔热的挤出型材(8)处的焊接相互连接，或

所述电池单体(1)的壳体在要焊接的顶壁、侧壁和/或底壁上设有用于隔热且碰撞保护的挤出型材(11)，在该用于隔热且碰撞保护的挤出型材(11)中形成有中空通道，从而不仅形成了隔热结构、而且形成了电池单体(1)的抗碰撞结构，并且相邻电池单体的壳体通过在所述用于隔热且碰撞保护的挤出型材(11)处的焊接相互连接。

6.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于：当电池组的相邻电池单体(1)之间存在间隙(12)时，

在相邻的电池单体(1)壳体的要焊接的顶壁、侧壁和/或底壁上设有金属连桥板(13)用以跨接所述间隙(12)，相邻的电池单体的壳体分别与金属连桥板(13)焊接，或

所述电池单体(1)的壳体在要焊接的部位处具有凹部(14)，金属连桥板(13)放置在由两个相邻电池单体壳体的凹部(14)形成的凹陷空间中，金属连桥板(13)与电池组的外表面齐平，相邻的电池单体的壳体分别与金属连桥板(13)焊接。

7.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于：

所述电池单体(1)的壳体在顶壁、底壁或一个侧壁上具有伸出的突出部(15)，所述突出部(15)贴靠并且焊接在相邻的下一个电池单体的壳体的底壁、顶壁或侧壁上；或

所述电池单体(1)的壳体在顶壁、底壁或一个侧壁上具有伸出的突出部(15)，而在底壁、顶壁或与所述一个侧壁相反的侧壁上设有凹部(14)，所述突出部(15)伸进相邻的下一个电池单体壳体的凹部(14)中，并且相邻电池单体的壳体在突出部(15)与凹部(14)的贴靠部位处相互焊接；或

所述电池单体(1)的壳体在顶壁和底壁上或在两个相反的侧壁上分别具有伸出的突出部(15)，一个电池单体壳体的突出部(15)贴靠并且焊接在相邻的下一个电池单体的壳体的突出部(15)上。

8.根据权利要求1至7之一所述的电池组，其特征在于：电池单体(1)的壳体是长方体形的并且具有四个将顶壁和底壁彼此连接的侧壁。

9.用于制造电池组的方法，所述电池组包括至少两个电池单体(1)，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

提供至少两个电池单体(1)，每个电池单体(1)具有壳体和设置在该壳体内的活性材料，每个电池单体(1)的壳体分别具有彼此间隔开距离的顶壁和底壁以及将顶壁和底壁彼此连接的侧壁，

将所述至少两个电池单体(1)排列设置在一起并且彼此电连接，

将相邻电池单体(1)的壳体通过焊接相互连接并且直接无框架地形成所述电池组。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：将相邻的电池单体(1)的壳体通过相邻侧壁间、顶壁间或底壁间的一整条焊缝或者多个焊点相互连接。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：将所述电池单体(1)的壳体构成为多层式壳体，在所述壳体的要相互焊接的部位处设置电绝缘层和/或隔热层(7)，然后将相邻电池单体(1)的壳体在设有电绝缘层和/或隔热层(7)的部位处相互焊接。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：给电池单体(1)的壳体在顶壁、侧壁和/或底壁的要焊接的部位处设置挤出型材或者将电池单体(1)的壳体构成为一体式的挤出型材，然后将相邻电池单体(1)的壳体在挤出型材处相互焊接。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：

给所述电池单体(1)的壳体在要焊接的棱边处设置局部的用于隔热的挤出型材(8)，在局部的用于隔热的挤出型材(8)中形成有中空通道，从而形成了隔热结构，并且将相邻电池单体(1)的壳体在所述局部的用于隔热的挤出型材(8)处相互焊接，或

给所述电池单体(1)的壳体在要焊接的顶壁、侧壁和/或底壁上设置用于隔热且碰撞保护的挤出型材(11)，在该用于隔热且碰撞保护的挤出型材(11)中形成有中空通道，从而不仅形成了隔热结构、而且形成了电池单体(1)的抗碰撞结构，并且将相邻电池单体的壳体在所述用于隔热且碰撞保护的挤出型材(11)处相互焊接。

14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：在电池组的相邻电池单体(1)之间设置间隙(12)，接着在相邻的电池单体(1)壳体的要焊接的顶壁、侧壁和/或底壁上设置金属连桥板(13)用以跨接所述间隙(12)，然后将相邻的电池单体(1)的壳体分别与金属连桥板(13)焊接，或者

给所述电池单体(1)的壳体在要焊接的部位处设置凹部(14)，将金属连桥板(13)放置到由两个相邻电池单体壳体的凹部(14)形成的凹陷空间中，金属连桥板(13)与电池组的外表面齐平，然后将相邻的电池单体(1)的壳体分别与金属连桥板(13)焊接。

15.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：给所述电池单体(1)的壳体在顶壁、底壁或一个侧壁上设置伸出的突出部(15)，将所述突出部(15)贴靠并且焊接到相邻的下一个电池单体(1)的壳体的底壁、顶壁或侧壁上；或

给所述电池单体(1)的壳体在顶壁、底壁或一个侧壁上设置伸出的突出部(15)，而在底壁、顶壁或与所述一个侧壁相反的侧壁上设置凹部(14)，将所述突出部(15)插进相邻的下一个电池单体壳体的凹部(14)中，并且将相邻电池单体的壳体在突出部(15)与凹部(14)的贴靠部位处相互焊接；或

给所述电池单体(1)的壳体在顶壁和底壁上或在两个相反的侧壁上分别设置伸出的突出部(15)，将一个电池单体壳体的突出部(15)贴靠并且焊接到相邻的下一个电池单体的壳体侧壁上的突出部(15)上。

16.根据权利要求9至15之一所述的方法，其特征在于：电池单体(1)的壳体构造成长方体形的并且具有四个将顶壁和底壁彼此连接的侧壁。

17.车辆或电气设备，其特征在于：所述车辆或电气设备装备有根据权利要求1至8之一所述的电池组。

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