CN116936992A - 蓄能器、机动车和用于制造蓄能器的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种蓄能器(10),其具有至少一个电芯(12)和用于冷却至少一个电芯(12)的冷却装置(14),电芯(12)具有面对冷却装置(14)第一侧(20)的第一侧(18)和布置在第一侧(18)上的可开启的排气开口(24),蓄能器(10)具有布置在电芯(12)第一侧(18)与冷却装置(14)第一侧(20)之间的热界面材料(32)。在此,蓄能器(10)具有至少一个排气通道(36、38),从可开启的排气开口(24)中逸出的气体(34)能被引入到至少一个排气通道中,从可开启的排气开口(24)到至少一个排气通道(36、38)的流动路径(44)通过由热界面材料(32)提供的密封件(32)而相对于至少一个电芯(12)的环境(46)密封。
Description
技术领域
本发明涉及一种蓄能器,蓄能器具有至少一个电芯和用于冷却至少一个电芯的冷却装置,其中,电芯具有第一侧,该第一侧面对冷却装置的第一侧,电芯具有布置在电芯第一侧上的可开启的排气开口。此外,蓄能器具有布置在电芯第一侧与冷却装置第一侧之间的热界面材料。此外,本发明还涉及一种机动车和一种用于制造蓄能器的方法。
背景技术
在所谓的电芯热失控、即电芯热穿透的情况下,在电芯中产生气体,这些气体可以通过可开启的排气开口以受控方式从电芯中逸出。例如,这样的可开启的排气开口可以被设计为在电芯的电芯壳体中的预设断裂位置或爆破膜或类似物。在这种热失控的情况下,因此产生具有高气体速率的气体量,即在非常短时间内有大量的气体从这种电芯中逸出。由此在封闭的电池系统内产生相应的压力水平,该压力水平例如可以借助泄压元件被排放到环境。如果不将气体与引导电流的构件或构件连接部进行空间分离,就必须提高对这些构件的保护和绝缘方面的成本。如果特别是包括能导电的颗粒的气体进入这些引导电流的构件的区域中,如进入电芯电极、电芯连接器或模块连接器的区域中,则会引起短路、电压击穿等事故,并相应地在电池内部导致着火。因此迄今已经尝试,在空间上将气体与引导电流的构件或构件连接部分离。但这迄今也只能以相对高成本的方式实现。如果可开启的电芯排气开口还位于电芯的面对冷却装置的一侧上,则这种分离就更加困难,这是因为在该区域中在提供用于气体排出的路径方面受到结构空间技术的严重限制,并且还必须注意电芯与冷却装置的热连接不会因此而受到影响。例如,引入密封件就具有不利的效果,即,由此在电芯第一侧与冷却装置第一侧之间不可能再实现小的缝隙宽度。这就相应地提高了该热路径的热阻。此外,受制造限制,在这种密封件与热界面材料之间的气塞迄今还无法避免。这也相应地导致了至少一个电芯与冷却装置之间的区域中的热阻提高。
DE 10 2011 103 993 A1描述了一种具有多个柱形电芯的电池,这些电芯在其至少一个端侧上经由弹性的公差补偿元件、特别是环形的公差补偿元件与冷却元件相连,其中,在电芯与冷却元件之间布置有电绝缘膜,该电绝缘膜与公差补偿元件一体形成或被设计为与该公差补偿元件材料锁合地连接。环形的公差补偿元件在此确保了能自由接近布置在电芯的底部区域的中心的安全膜板。该安全膜板与每个电池单电芯下方的冷却元件的区域中的开口相对应。在电池单电芯、公差补偿元件与配设有绝缘膜的冷却元件之间还可以布置有导热的填料。
尽管如此,特别是由于在电芯与冷却元件之间布置有附加的公差补偿元件,使得在电芯与冷却元件之间仍不能提供小的间距。
发明内容
因此本发明的目的是,提供一种蓄能器、一种机动车和一种方法,它们一方面能够实现电芯与冷却装置在结构空间方面的有效连接,并且同时在这种电芯发生热失控的情况下以尽可能不复杂的方式尽可能可靠地从电芯中排出气体。
该目的通过具有相应独立权利要求的特征的蓄能器、机动车和方法来实现。本发明的有利的设计方案是从属权利要求、说明书以及附图的主题。
根据本发明的蓄能器具有至少一个电芯和用于冷却至少一个电芯的冷却装置。在此,电芯包括第一侧和可开启的排气开口,该第一侧面对冷却装置的第一侧,可开启的排气开口布置在电芯的第一侧上。此外,蓄能器包括布置在电芯的第一侧与冷却装置的第一侧之间的热界面材料。在此,蓄能器具有至少一个排气通道,从可开启的排气开口中逸出的气体能被引入到至少一个排气通道中,其中,从可开启的排气开口到至少一个排气通道的流动路径通过由热界面材料提供的密封件而相对于至少一个电芯的环境密封。
本发明在此基于以下认知:已知的热界面材料也可以适合于并被用于密封流动路径,或者可以通过对其特性方面进行可选的少量修改来优化,以提供附加的密封功能。这意味着可以省去单独的密封件。这又得到了另外的非常大的优势:在此一方面,电芯的第一侧借助热界面材料与冷却装置的第一侧进行热连接的连接面可以扩大,这是因为现在也可以附加地利用通常必须布置单独的密封件的区域。因此,这又使至少一个电芯与冷却装置的热连接明显更加有效。此外,密封件和热界面材料现在不再必须在两个单独的制造步骤中被施加或布置。因此,在这种密封件与热界面材料之间也不再出现气塞的问题。相应地,因此也就可以避免气塞,这进一步降低了电芯与冷却装置之间的热阻。密封件或密封物与热界面材料的压缩性不同的问题现在也不再存在,因此现在在电芯第一侧与冷却装置第一侧之间的最小缝隙宽度也不再受这种密封件特性的限制。由于热界面材料以粘稠的状态被引入或施加到例如冷却装置的第一侧和/或至少一个电芯的第一侧上,所以热界面材料也可以同时承担沿安置方向的公差补偿的功能,至少一个电芯沿该安置方向被安置到冷却装置上,或者反之亦然。由于省去了附加的密封件并且由于引入的材料、即热界面材料是液态或粘稠的,使得现在能在还要更大的公差宽度内进行公差补偿,并且也不会在材料的耗费和硬化之后造成接合配对件、即至少一个电芯和冷却装置的力负荷,该力负荷例如在热界面材料和单独的密封件是不同材料的情况下所导致。通过取消附加的密封件还可以节省成本和材料,并且也由此简化了制造过程。此外,现在在相同的结构空间内,在密封轨迹宽度更大的同时能够实现用于热传递的更大的连接面,这是因为现在整个热界面材料可以起到这种密封件的作用。
原则上,由现有技术已知的用于电芯与冷却装置之间热连接的任意材料都可以考虑作为热界面材料。这些热界面材料通常也被称为导热物或填料或缝隙填充物。优选地,这样的热界面材料具有尽可能好的导热性。在制造这样的蓄能器时,这样的热界面材料在此以粘稠的形式例如呈液态、黏稠地或糊状地被施加或引入。例如,可以将热界面材料以粘稠的形式涂抹在冷却装置的第一侧上,并随后可以将至少一个电芯或电池模块或具有多个这样的电芯的电芯组/电芯堆安置在其上并压紧。反之,也能想到的是,将热界面材料施加到电芯或电芯组的第一侧上,然后将其布置在冷却装置的第一侧上,或将冷却装置的第一侧安置在电芯组上,或通常安置在至少一个电芯上。最后,如果至少一个电芯、热界面材料和冷却装置被按规定相对彼此布置,则使热界面材料固化。此外,在本发明的范围内有利的是,热界面材料具有良好的黏性和内聚特性。特别地,热界面材料也可以同时发挥粘合层的作用。迄今,这种粘合特性并不相关。然而,已知的热界面材料或迄今使用的热界面材料可以以简单的方式通过其材料组分进行修改,使其具有所期望的黏性和/或内聚的特性,或者可以简单地选出这种具有所期望的黏性和/或内聚的特性的热界面材料。通过粘合特性,使得现在附加地由热界面材料所承担的密封功能得到提高。此外,能导电和电绝缘的材料都能作为热界面材料。在冷却装置的第一侧与至少一个电芯的第一侧之间还可以可选地设置例如形式为电绝缘膜、例如塑料膜的电绝缘层。例如,该电绝缘层可以被施加到冷却装置的第一侧和/或至少一个电芯的第一侧或包括电芯的电芯组的在下文将详细限定的第一侧上。
因此,在至少一个电芯的第一侧或包括该至少一个电芯的电芯组的第一侧与冷却装置的第一侧之间存在缝隙,该缝隙至少部分地、特别是除了下文将说明的自由空间之外被导热物填充。该缝隙和进而还有热界面材料层在一个平面内延伸,该平面基本上平行于至少一个电芯的第一侧和冷却装置的第一侧,并且该平面可以平行于x-y平面地限定,其中,x方向对应于下文限定的第一方向,并且y方向对应于下文限定的特定的第二方向,该第二方向垂直于第一方向。缝隙高度可以相应地在垂直于第一和第二方向的第三方向上限定,并且例如从冷却装置的第一侧指向至少一个电芯的第一侧。上述的可选的绝缘膜可以在第三方向上位于具有热界面材料的层的上方或下方。在此还优选的是,在至少一个电芯与冷却装置之间的中间空间中,并且特别是在包括至少一个电芯的电芯组与冷却装置之间的中间空间中,在热界面材料所布置的平面内,除了该热界面材料之外没有布置另外的元件或另外的部件,即也没有布置单独的公差补偿元件或类似物。除了一个或多个绝缘层、如上述的膜之外,优选在至少一个电芯与冷却装置之间的中间空间中,并且特别是在包括至少一个电芯的电芯组与冷却装置之间的中间空间中,沿第三方向在热界面材料的上方或下方也没有布置另外的元件或层。
至少一个电芯的可开启的排气开口可以以预设断裂位置的形式提供,例如以爆破膜的形式提供,或者也可以作为过压阀或类似的形式提供。此外,可开启的排气开口被设计为在正常运行时是关闭的,并且只有在紧急情况下才自动开启。例如,该可开启的排气开口可以在电芯的内部压力提高的情况下或由于电芯的温度提高或类似情况自动打开。例如,至少一个电芯可以被设计为锂离子电芯。此外,如下面更详细说明地,蓄能器也可以包括多个这样的电芯。这些电芯也可以可选地组合成电池模块。蓄能器例如可以是用于机动车的高压电池。该高压电池同时可以作为用于机动车的动力电池发挥作用。
原则上,电芯可以被以任意方式设计,例如被设计为棱柱形电芯、圆形电芯或软包电芯。然而特别有利的是,至少一个电芯被设计为棱柱形电芯。
根据本发明的另一个有利的设计方案,至少一个电芯包括布置在不同于电芯第一侧的侧上的两个电芯电极,特别是其中,在电芯的、在第一方向上对置的第二侧和第三侧上布置有各一个电极。不将电极布置在第一侧上是特别有利的,这是因为由此使得与冷却装置的连接明显更容易。此外,由此使得电芯与冷却装置之间的缝隙宽度可以最小化。这种布置的特别大的优点还在于,电芯电极因此也不布置在与可开启的排气开口相同的侧上。由此简化了流动路径与电芯电极的脱离和分开。由此可以再一次提升安全性。此外,电芯优选还具有第四侧,该第四侧与电芯的第一侧对置。第四侧优选与电芯的布置有电芯电极的第二侧和第三侧不同。其很大的优势在于,例如因此在电芯的第四侧上也可以布置另外的第二冷却装置。第一冷却装置和/或第二冷却装置例如可以被设计为冷却板。一般来说,冷却装置被构造成能被冷却剂穿流,并且为此目的例如具有冷却通道,这些冷却通道在运行中被这种冷却剂穿流。以蓄能器在机动车中的按规定的安装位置为基准地,电芯的第一侧例如可以是电芯的下侧,而对置的第四侧可以是电芯的上侧。如果蓄能器包括形式为电芯组的多个电芯,则这些电芯可以彼此并排布置,并连接到共用的第一和/或第二冷却装置上。由此可以提供特别有效的冷却机制且特别容易地实现冷却。
相应地,本发明的另一个非常有利的设计方案规定,蓄能器包括具有所述至少一个电芯中的多个电芯的电芯组,其中,这些多个电芯沿第二方向并排布置,其中,可开启的排气开口沿第二方向在假想直线上布置在电芯组的第一区域中,该第一区域是面对冷却装置第一侧的且包括电芯第一侧的第一电芯组侧的部分区域。特别地,第二方向在此可以垂直于上文限定的第一方向定向。优选地,电芯被这样布置在电芯组中,使得它们在面积方面最大的侧相互面对。由此可以提供特别有效的结构。相应的排气开口在此沿着假想线的布置还具有结构上的优势。这能够实现以简单的方式将可开启的排气开口与共用的排气通道连接。此外,由此也使得对流动路径的密封更加容易,这是因为这可以相应地通过由热界面材料所提供的单独的环绕的密封件来实现。
相应地,本发明的另一个有利的设计方案规定,热界面材料以如下方式布置在第一电芯组侧与冷却装置的第一侧之间,使得电芯组的布置有相应的可开启的排气开口的第一区域是留空的。在发生热事件的情况下,该留空的区域有利地不妨碍气体从相关的可开启的排气开口中逸出。同时,至少是在气体逸出的第一阶段中,由此提供的区域可以用作排气通道。
因此,本发明的另一个非常有利的设计方案规定,在冷却装置的第一侧上在电芯组的第一区域之间形成自由区域,该自由区域是作为至少一个排气通道的第一排气通道。特别地,该自由区域通过如下方式形成,即,为了布置热界面材料,该自由区域被留空。如果电芯发生热失控,则该电芯的气体首先从其可开启的排气开口中逸出,并进入电芯与冷却装置第一侧之间的自由区域中。该区域现在有利地在侧向被热界面材料密封,并因此不会进入电芯的例如也布置有电芯的电芯极的环境中。优选在发生热事件的情况下气体逸出的第一阶段中,该自由区域作为第一排气通道使用。该第一阶段在此被限定在可开启的排气开口打开后的很短时间段内,例如在几秒钟的时间段内,特别是在大约一秒钟的时间段内。随后,大量的气体从电芯中逸出,这些气体在位于下面的冷却装置中找出通路。冷却装置在此例如也可以构造有一个或多个预设断裂位置。这些预设断裂位置例如可以被定位在相应的可开启的排气开口的下方。一般来说,这些预设断裂位置也就例如在垂直于上述第一和第二方向的第三方向上与可开启的排气开口对置。在冷却装置设置有这些预设断裂位置的区域中,冷却装置优选不具有冷却通道。这方便了在排气情况下冷却装置被穿透。
相应地,本发明的另一个非常有利的设计方案规定,蓄能器在冷却装置的远离电芯的第二侧上具有第二排气通道作为至少一个排气通道。由此,从至少一个电芯的开启的排气开口中逸出的气体可以例如穿过冷却装置中的所描述的预设断裂位置并进入该第二排气通道中。该第二排气通道可以被构造成使气体从使用蓄能器的机动车中排出。例如,该气体可以导引或穿行到车底区域中或冷却装置与机动车的底部防护设备之间的区域中,直至相应的逸出区域。
然后在电芯的排气的第二阶段中,气体相应地进入第二排气通道中。第二阶段可以紧随着上面限定的第一阶段。
根据本发明的另一个有利的设计方案,热界面材料以至少一层的形式布置在至少一个电芯的第一侧、特别是第一电芯组侧与冷却装置的第一侧之间,特别是其中,该至少一层沿第三方向的层厚度最大为两毫米。例如,该层厚度可以介于0.2毫米至1.5毫米之间,特别是在1毫米至1.5毫米之间。因此,可以提供极小的层厚度,由此使电芯与冷却装置之间的热阻可以保持得很低。此外,由此还可以节省结构空间。热界面材料的所述材料层也可以分为多个部段。例如,热界面材料也可以以两层的形式提供,这些层在上文限定的自由区域的第一方向上分别布置在一侧上。这两层或层部段也可以彼此连接,例如在第二方向上在自由区域的相应的端部区域中彼此连接。因此,热界面材料层可以可选地在x-y平面内完全包围自由区域。因此,只要设置多层的热界面材料,则这些层都布置在共同的平面内,而不是例如沿第三方向上下相叠地布置。除了因公差引起的变化之外,层厚度优选在整个热界面材料层上基本上是恒定的。
此外,蓄能器也可以具有多个这样的电芯组。这些电芯组可以例如并排布置,例如沿第一方向并排布置和/或沿第二方向并排布置。此外,这些电芯组可以作为蓄能器的一部分被安装在共同的电池壳体中。这样的电池壳体的底部例如可以通过所述的冷却装置来提供。电池壳体的盖例如也可以构造为同样已被描述的另外的第二冷却装置。
此外,本发明还涉及一种具有根据本发明的蓄能器或按其设计方案构造的蓄能器的机动车。
根据本发明的机动车优选被设计为汽车、特别是乘用汽车或商用汽车,或被设计为大客车或摩托车。
此外,本发明还涉及一种用于制造蓄能器的至少一部分的方法,其中,提供至少一个电芯,该至少一个电芯具有第一侧和布置在第一侧上的可开启的排气开口。此外还提供冷却装置,该冷却装置具有第一侧并被设置用于冷却至少一个电芯。此外还提供处于粘稠状态的热界面材料。此外,该热界面材料也可以由多种成分组成,这些成分在使用前不久才混合。此外,将至少一个电芯、热界面材料和冷却装置彼此布置成,使得电芯的第一侧面对冷却装置的第一侧,并且热界面材料布置在电芯的第一侧与冷却装置的第一侧之间。此外,提供至少一个排气通道,使得从可开启的排气开口中逸出的气体能被引入到该至少一个排气通道中,其中,从可开启的排气开口到至少一个排气通道的流动路径通过由热界面材料提供的密封件而相对于至少一个电芯的环境密封。
对于根据本发明的蓄能器及其设计方案所描述的优点同样适用于根据本发明的方法。
如前所述,热界面材料可以布置在至少一个电芯与冷却装置之间。为此,优选或者将热界面材料施加在冷却装置的第一侧上并随后将至少一个电芯置于该第一侧上,或者反之地,将热界面材料施加在电芯的第一侧上并随后将冷却装置置于该第一侧上。电芯和冷却装置在此可以相互挤压,从而使热界面材料相应地在一定程度上被散布开。通过在冷却装置的和/或至少一个电芯的相应的施加区域中施加一定量的热界面材料可以确保,热界面材料在此不进入上文限定的要保持畅通的自由区域中。此外,热界面材料在施加期间并在电芯彼此靠近地布置于冷却装置上期间可以具有相应的粘稠状态,以便确保热界面材料不进入该自由区域中。例如,热界面材料可以是黏稠的或糊状的。在电芯、热界面材料和冷却装置按规定相对彼此布置之后,热界面材料固化。
本发明还包括根据本发明的方法的改进方案,这些改进方案具有结合根据本发明的蓄能器的改进方案已经描述的特征。出于该原因,在此不再对根据本发明的方法的相应的改进方案进行描述。
本发明还包括所述实施方式的特征组合。因此,本发明还包括以下实现方案,这些实现方案分别具有多个所述实施方式的特征组合,只要这些实施方式没有被描述为相互排斥的。
附图说明
下面描述本发明的实施例。其中:
图1示出根据本发明的一个实施例的具有电芯和冷却装置的蓄能器的一部分的示意性横截面图;以及
图2示出根据本发明的一个实施例的其上布置有热界面材料的电芯组的下侧的示意性俯视图。
具体实施方式
下面说明的实施例是本发明的优选实施方式。在实施例中,实施方式的所描述的部件分别是本发明的单个的、可视作彼此独立的特征,这些特征也分别彼此独立地改进本发明。因此,本公开还应该包括与示出的实施方式特征组合不同的特征组合。此外,所述实施方式也可以通过本发明的已经描述的特征中的其他特征来补充。
在附图中,相同的附图标记分别表示功能相同的元件。
图1以作为根据本发明的一个实施例的蓄能器10的一部分的电芯12和冷却装置14的横截面示出蓄能器10的一部分的示意图。在该示例中,电芯12被设计为棱柱形电芯并且具有被电芯壳体17包围的电芯内部16。此外,电芯12包括第一侧18,该第一侧面对冷却装置14的第一侧20。另外,冷却装置14被设计为冷却底部并且包括能被冷却剂穿流的冷却通道22。此外,电芯12在第一侧18上还具有可开启的排气开口24,该可开启的排气开口在本示例中被设计为爆破膜。此外,电芯12还包括两个电芯电极26,在当前只示出其中一个电芯电极。电芯电极26在此位于电芯12的在所示出的x方向上对置的侧上,即位于第二侧28上以及未示出的第三侧上。因此,电芯电极26没有布置在电芯12的第一侧18上。可选地,在电芯12的上方还布置有另外的第二冷却装置30。在图1中,在此只有大约一半的电芯12以横截面被示出,但另一半能以平行于y-z平面的大致穿过排气开口24的中心的镜像平面为基准镜像对称地构造。这也适用于图1中所示出的其余部件、特别是冷却装置14和下面描述的热界面材料层32。
为了改善电芯12与冷却装置14的热连接,在电芯12、特别是其第一侧18与冷却装置14的第一侧20之间布置有热界面材料32。在制造蓄能器10时,该热界面材料在引入或施加到电芯12和/或冷却装置14第一侧20上的时刻处于粘稠状态并随后固化。在此,热界面材料32被以层的形式施加,当电芯12按规定以冷却装置14为基准布置时,所述层在z方向上的层厚度优选最大为两毫米。
在电芯12发生热失控的情况下,从电芯12中逸出的气体34——该气体在当前用箭头表示——必须被尽可能有效地排出。所示出的箭头在此不仅表示气体34本身,而且还表示流动路径44,至少一部分气体34沿着该流动路径流动。在该示例中,设置有第一排气通道36和第二排气通道38来排出气体34。第一排气通道36在此由自由区域40提供,该自由区域逆着z方向直接布置在可开启的排气开口24下方。因此,该自由区域40位于冷却装置14的第一侧20与电芯12的第一侧18之间。此外,该自由区域40沿着y方向或逆着y方向延伸,例如也延伸越过另外的电芯12的多个可开启的排气开口24,这些另外的电芯沿着y方向或逆着y方向布置在所描述的电芯12旁边,并且可以与所描述的电芯一起形成电芯组46的组成部分(参见图2)。此外,第二排气通道38布置在冷却装置14的对置的侧上。特别地,该第二排气通道38位于机动车的底部防护设备42与冷却装置14之间。
在排气情况下应理想地确保,逸出的气体34不会进入蓄能器10的能导电的部件和引导电压的部件的区域中。现在这可以有利地通过密封件来提供,该密封件使气体34的以相同的方式由所示箭头表示的流动路径44相对于电芯12的环境46密封。该密封件现在有利地通过热界面材料32本身来提供。由此也就可以有利地确保,逸出的气体34不会通过电芯12与冷却装置14之间的缝隙进入蓄能器10内部空间的其他区域中,这些其他区域在当前被称为电芯12的环境46。由此也就可以确保,气体34不会进入电芯12的电极26的区域中。因此,密封件32同时也用作针对包含在逸出的气体34中的或被携带的颗粒的颗粒屏障。因此,在发生热事件时,气体34首先穿过随后开启的排气开口24进入第一排气通道36中,并可以沿着该第一排气通道在y方向上或逆着y方向流动。这通过流动符号50表明。在气体逸出的第二阶段中,该气体例如在预设断裂位置52的区域中穿过冷却装置14,并相应地进入第二排气通道38中。该气体也可以沿y方向和逆着y方向穿流,这由另外的流动符号54示出。此外,气体也可以如当前示出地逆着x方向流动,并朝向逸出开口被从机动车导出。
图2再次示出根据本发明的一个实施例的蓄能器10的一部分的示意图。此外,蓄能器10可以如已经关于图1所描述的那样构成。图2现在示出电池模块56,该电池模块是电芯组56或包括电芯组56,电芯组又包括多个在y方向上彼此并排布置的电芯12。在当前,该电池模块以俯视图示出,而没有示出冷却装置14,但示出布置在电芯组56上的热界面材料32。相应的电芯的相应的可开启的排气开口24沿着在当前示例中在y方向上延伸的假想直线布置。可以说,这些可开启的排气开口位于电芯组56的、特别是电芯组12的下侧62的第一区域60中。此外,在电芯组12的下侧62上布置有热界面材料32。该热界面材料这样布置,即,电芯组12的下侧62的第一区域60是留空的。由此提供用作第一排气通道36的自由区域40。特别地,热界面材料32被分为至少两个材料区域32a,在留空的区域60旁边沿x方向且逆着x方向分别布置有所述至少两个材料区域中的一个。可选地,还可以设置两个另外的区域32b,在留空的区域60和热界面材料32的其他区域32a旁边沿y方向且逆着y方向分别布置有所述两个另外的区域中的一个。在该情况下可以说,热界面材料32包围了留空的区域60。在这些可选的区域32b中,热界面材料32(英语:Thermal Interface Material)于是可以根据结构空间情况来更窄地构造,特别地,区域32b可以根据情况在y方向上更窄,即针对在该位置处对该区域的热连接并不重要或至少没有显著重要性的情况。
总的来说,这些示例表明了本发明如何在电芯排气的情况下为气体引导提供密封功能。在此,具有必要时匹配的特性的热界面材料同时也被用作用于密封至少一个排气通道的密封件。在此,取消了密封件,并且制造过程的预留面被用于借助热界面材料将电池模块与壳体、即提供冷却装置的冷却底部更宽地连接。结果是,为电池模块与壳体的热连接提供了更多的表面,以及为密封气体通道提供了更宽的密封轨迹。
Claims (10)
1.一种蓄能器(10),其具有至少一个电芯(12)和用于冷却所述至少一个电芯(12)的冷却装置(14),
-其中,电芯(12)具有第一侧(18),该第一侧面对冷却装置(14)的第一侧(20),电芯具有布置在电芯(12)的第一侧(18)上的可开启的排气开口(24);
-其中,蓄能器(10)具有布置在电芯(12)的第一侧(18)与冷却装置(14)的第一侧(20)之间的热界面材料(32),
其特征在于,
蓄能器(10)具有至少一个排气通道(36、38),从可开启的排气开口(24)中逸出的气体(34)能被引入到所述至少一个排气通道中,其中,从可开启的排气开口(24)到至少一个排气通道(36、38)的流动路径(44)通过由热界面材料(32)提供的密封件(32)而相对于至少一个电芯(12)的环境(46)密封。
2.根据权利要求1所述的蓄能器(10),其特征在于,所述至少一个电芯(12)被设计为棱柱形电芯(12)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的蓄能器(10),其特征在于,所述至少一个电芯(12)具有两个电芯电极(26),所述两个电芯电极布置在不同于电芯(12)第一侧(18)的侧(28)上,特别是其中,在电芯(12)的、在第一方向(x)上对置的第二侧(28)和第三侧上分别布置有一个电极(26)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的蓄能器(10),其特征在于,蓄能器(10)包括具有所述至少一个电芯(12)中的多个电芯的电芯组(56),其中,所述多个电芯(12)沿第二方向(y)并排布置,其中,可开启的排气开口(24)沿第二方向(y)在假想直线上布置在电芯组(56)的第一区域(60)中,所述第一区域是面对冷却装置(14)第一侧(20)的且包括电芯(12)第一侧(18)的第一电芯组侧(62)的部分区域(60)。
5.根据权利要求4所述的蓄能器(10),其特征在于,热界面材料(32)以如下方式布置在第一电芯组侧(62)与冷却装置(14)的第一侧(18)之间,即,电芯组(56)的布置有相应的可开启的排气开口(24)的第一区域(60)是留空的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的蓄能器(10),其特征在于,热界面材料(32)以至少一层的形式布置在至少一个电芯(12)的第一侧(18)——特别是第一电芯组侧(62)——与冷却装置(14)的第一侧(20)之间,特别是其中,所述至少一层沿第三方向(z)的层厚度最大为2mm。
7.根据前述权利要求中任一项所述的蓄能器(10),其特征在于,在电芯组(56)的第一区域(60)与冷却装置(14)的第一侧(20)之间形成自由区域(40),所述自由区域是作为至少一个排气通道(36、38)的第一排气通道(36)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的蓄能器(10),其特征在于,蓄能器(10)在冷却装置(14)的远离电芯(12)的第二侧上具有第二排气通道(38)作为至少一个排气通道(36、38)。
9.一种机动车,其具有根据前述权利要求中任一项所述的蓄能器(10)。
10.一种用于制造蓄能器(10)的至少一部分的方法,所述方法包括以下步骤:
-提供至少一个电芯(12),所述至少一个电芯具有第一侧(18)和布置在第一侧(18)上的可开启的排气开口(24),提供冷却装置(14),所述冷却装置具有第一侧(20)并被用于冷却至少一个电芯(12),
-提供处于粘稠状态的热界面材料(32),
-将至少一个电芯(12)、热界面材料(32)和冷却装置(14)彼此布置成,使得电芯(12)的第一侧(18)面对冷却装置(14)的第一侧(20),并且热界面材料(32)布置在电芯(12)的第一侧(18)与冷却装置(14)的第一侧(20)之间,
其特征在于,
中逸出的气体(34)能被引入到所述至少一个排气通道中,其中,从可开启的排气开口(24)到至少一个排气通道(36、38)的流动路径(44)通过由热界面材料(32)提供的密封件(32)而相对于至少一个电芯(12)的环境(46)密封。
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