CN117203834A - 电池安装系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池安装系统(100)，用于在可电驱动的车辆中安装多个电池芯(101,101‑1,101‑2)，包括：安装外壳(103)，用于容纳多个电池芯(101,101‑1,101‑2)；多个电池芯(101,101‑1,101‑2)，被容纳在安装外壳(103)中，其中电池芯(101,101‑1,101‑2)排列成相互平行设置的多个电池芯列(105,105‑1,105‑2,105‑3)，电池芯列(105,105‑1,105‑2,105‑3)中的电池芯(101,101‑1,101‑2)沿纵向方向(121)延伸；多个电连接元件(111,111‑1)，导电地连接相应电池芯列(105,105‑1,105‑2,105‑3)中的沿所述纵向方向(121)彼此相邻的两个电池芯(101,101‑1,101‑2)，以提供相应电池芯列(105,105‑1,105‑2,105‑3)的电串联连接；以及至少一个热保护元件(119,119‑1,119‑2)，布置在相应电池芯列(105,105‑1,105‑2,105‑3)中的沿纵向方向(121)相邻的两个电池芯(101,101‑1,101‑2)之间，并形成为在相应电池芯列(105,105‑1,105‑2,105‑3)的相邻的两个电池芯(101,101‑1,101‑2)之间提供热保护屏障。

Description

电池安装系统
本发明涉及一种用于在可电驱动的车辆中安装多个电池芯的电池安装系统。
传统的电驱动的车辆中使用电池安装系统来容纳多个电池芯，这些电池芯提供驱动可电驱动的车辆所需的电能。通常情况下，使用基于锂离子技术的电池芯，但这些电池芯会因某些外部影响，如过热、过度充电和/或机械损坏，而转变为热不稳定状态。
如果多个电池芯中的一个电池芯转变为热不稳定状态，大量高压热气会在短时间内通过电池芯的泄压阀释放到电池芯周围的环境中。由于电池芯通常在电池安装系统内密集堆积，热不稳定电池芯释放的热气会使相邻的电池芯也转入热不稳定状态。在某些情况下，这会导致连锁反应，严重损坏甚至摧毁大量电池芯。
本发明的目的是提供一种电驱动的车辆的电池安装系统，当一个电池出现热不稳定状态时，该系统保护电池安装系统中的相邻电池免受损坏。
本发明基于这样一种认识，即电池安装系统中的热保护屏障可确保热不稳定电池芯释放的热气不会热激发相邻的电池芯。
在这种情况下，被容纳在电池安装系统中的电池芯列列成相互平行设置的多个电池芯列，通过多个电连接元件将相应电池芯列中的电池芯串联地电连接在一起。
热保护屏障由至少一个热保护元件提供，热保护元件布置在相应电池芯列中的相邻的两个电池芯之间，并在相邻的两个电池芯之间提供热屏障。
根据本发明的第一方面，本发明的目的通过一种电池安装系统来解决，该电池安装系统用于在可电驱动的车辆中容纳多个电池芯，该电池安装系统包括：用于容纳多个电池芯的安装壳体；被容纳在该安装壳体中的多个电池芯，电池芯列列成相互平行设置的多个电池芯列，电池芯列中的电池芯沿纵向方向延伸；多个电连接元件，每个电连接元件导电地连接相应电池芯列中的沿纵向方向彼此相邻的两个电池芯，以提供相应电池芯列的电串联连接；以及至少一个热保护元件，布置在相应电池芯列中的沿纵向方向相邻的两个电池芯之间，并适于在相应电池芯列的相邻的两个电池芯之间提供热保护屏障。
这样，就实现了以下技术优势，至少一个热保护元件在相应电池芯列的相邻的两个电池芯之间提供了有效的热保护屏障，从而，如果相邻的两个电池芯中的一个转变为热不稳定状态，可防止相邻的两个电池芯中的另一个也转变为热不稳定状态。
热保护元件由具有高耐热性和高耐压性的材料形成。特别地，热保护元件的材料包括至少一种金属，特别是钢、铁和/或铝。特别地，热保护元件被形成为热保护板。特别地，热保护板有至少一个凸起和/或至少一个凹陷。
特别地，至少一个热保护元件可以包括多个热保护元件，其中多个热保护元件中的一个热保护元件布置在相应电池芯列的沿纵向方向相邻的每两个电池芯之间，并被配置为在相应电池芯列的相邻的两个电池芯之间提供热保护屏障。因此，多个热保护元件可确保在一个电池芯列的多个纵向方向相邻的电池芯之间，或在相互平行设置的多个电池芯列中的多个纵向方向相邻的电池芯之间形成多个有效的热保护屏障。
特别地，至少一个热保护元件可延伸至相应电池芯列之外，并布置在多个相互平行设置的电池芯列中沿纵向方向彼此相邻的电池芯之间。
特别地，至少一个热保护元件可以至少部分地、特别是完全地沿横向方向延伸，该横向方向横向于安装外壳中的纵向方向，并且/或者至少一个热保护元件可以至少部分地、特别是完全地沿高度方向延伸，该高度方向横向于安装外壳中的纵向方向和横向方向。
因此，至少一个热保护元件特别是为安装外壳内的表面提供了有效的热保护屏障。
特别地，在相应电池芯列的沿纵向方向相邻的的两个电池芯之间布置的至少一个热保护元件具有至少一个开口，以便通过相应电连接元件实现相应电池芯列的沿纵向相邻的两个电池芯之间的电连接。
在本公开的内容中，沿纵向彼此“相邻(benachbarte)”的电池芯指的是同一电池芯列的相邻电池芯。
根据本公开，每个电池芯都包括相反的两极，特别是正极和负极。此处，特别地，相应电池芯列的纵向相邻的两个电池芯中的一个电池芯的一极，特别是正极或负极，通过相应电连接元件与纵向相邻的两个电池芯中的另一个电池芯的相反一极，特别是负极或正极电连接。
由于多个电连接元件将相应电池芯列中纵向方向上相邻的电池芯电连接起来，相应电池芯列的有效电串联得以实现。安装外壳中相互平行设置的相应电串联的多个电池芯列可实现整个电池安装系统的有效能量密度。
在本公开的内容中，“并排布置(nebeneinander angeordnete)”的电池芯指的是相互平行设置的不同电池芯列的电池芯。
特别地，安装外壳中相互平行设置的电池芯列彼此间隔开，或者，安装外壳中相互平行设置的电池芯列彼此相邻。
特别地，属于相互平行设置的不同电池芯列的并排布置的电池芯沿纵向方向无偏移地被设置。特别地，属于相互平行设置的不同电池芯列的并排布置的电池芯沿纵向方向有偏移地被设置。
特别地，根据本公开的电池芯包括圆芯。
因此，根据本公开的至少一个热保护元件可有效防止电池安装系统内的多个电池芯的热不稳定状态的传播，从而可继续使用基于锂离子技术的电池芯，这种电池芯的能量密度特别高。
归因于根据本公开的至少一个热保护元件，通过相互平行设置的多个电池芯列，电池芯在电池安装系统中的特别紧密的堆积可被进一步确保，而没有热不稳定状态蔓延到邻近电池芯的风险。因此，可提供一种安装空间得到优化的电池安装系统。
在一个实施例中，至少一个热保护元件布置在多个电连接元件的相应电连接单元和相应电池芯列的相邻的两个电池芯中的一个电池芯之间。
这样做的技术优势在于，确保电池安装系统的特别有利的生产。
特别地，相应电连接元件以材料结合(stoffschlüssig)的方式连接到相应电池芯列的相邻的两个电池芯中的一个上，并且相应电连接元件以施力接合(kraftschlüssig)和/或形面接合(formschlüssig)的方式连接到相应电池芯列的相邻的两个电池芯中的另一个上，其中特别地，至少一个热保护元件布置在相应电连接元件和相应电池芯列的材料结合的电池芯之间。
这样做的技术优势在于，可以确保一个有利的装配顺序，在该顺序中，首先可以有利地定位热保护元件，然后以施力接合和/或形面接合的方式将连接元件连接到两个相邻电池芯中的另一个上，最后以材料结合的方式将连接元件连接到两个相邻电池芯中的一个上。
在一个实施例中，布置在相应电池芯列的沿纵向方向相邻的两个电池芯之间的热保护元件沿横向方向延伸，该横向方向横向于纵向方向。
这样做的技术优势在于，可以确保至少一个热保护元件在安装外壳内的特别有效的定位布置。
在一个实施例中，热保护元件具有至少一个开口，其中，相应电池芯列的相邻布置的两个电池芯中的一个电池芯，特别是电池芯的一极，至少部分地容纳于开口中，或者，多个电连接元件中的一个电连接元件至少部分地布置在开口中，以便在相应电池芯列的相邻的两个电池芯之间提供导电的连接。
这样做的技术优势在于，至少一个热保护元件的开口可确保在两个相邻电池芯之间仍然存在导电连接。
相邻布置的两个电池芯中的一个电池芯，特别是电池芯的一极，可以布置在开口中，或者电连接元件可以布置在开口中。
特别地，限定开口的开口边缘可以与至少部分容纳于开口中的电池芯相接，以确保热保护元件和电池芯之间没有间隙，从而热气不会通过间隙渗入。
特别地，限定开口的开口边缘可以与至少部分布置在开孔中的电连接元件相接，以确保热保护元件和电连接元件之间没有间隙，从而热气不会通过间隙渗入。
在一个实施例中，至少一个热保护元件包括一个热保护板。
这样做的技术优势在于，可以提供有效的热保护屏障。特别地，热保护板包括至少一个凸起和/或至少一个凹陷。
在一个实施例中，至少一个热保护元件布置在相互平行设置的多个电池芯列的沿纵向方向相邻的每两个电池芯之间，其中，至少一个热保护元件布置在特别是相互平行设置的全部电池芯列的沿纵向方向相邻的每两个的电池芯列之间。
这样做的技术优势在于，至少一个热保护元件延伸到每一个单个电池单芯列之外，并且至少一个热保护元件延伸到与该电池芯列相邻布置的相应的电池芯列中。特别地，至少一个热保护元件沿横向于纵向方向的横向方向延伸，并且/或者沿横向于纵向方向和横向方向的高度方向延伸。
因此，至少一个热保护元件可以布置在相应电池芯列的沿纵向方向各自相邻布置的多个电池芯之间，这样，多个电池芯列的有效热保护屏障就可以通过一个热保护元件来实现。
在一个实施例中，相互平行设置的电池芯列具有相同的极性，并且/或者相互平行设置的电池芯列中的每两个电池芯列具有不同的极性。
这样做的技术优势在于，可以灵活调整电池安装系统。
如果相互平行布置的电池芯列具有相同的极性，则不同电池芯列中并排布置的电池芯的极性相同，即在极性相同的相应的电池芯列中，正、负极的布置是对称的。
另一方面，如果相互平行设置的电池芯列具有不同的极性，则不同电池芯列中并排布置的电池芯的极性不同，即在极性不同的相应的电池芯列中，有负极在与之并排布置的不同电池芯列中的电池芯的正极旁边，反之亦然。
特别地，相互平行设置的所有电池芯列具有相同的极性。
特别地，相互平行设置的所有电池芯列中并排布置的每两个电池芯列具有不同的极性。
特别地，至少一些相互平行设置的电池芯列具有相同的极性，而至少一些相互平行设置的电池芯列中并排布置的两个电池芯具有不同的极性。
在一个实施例中，每两个并排布置在不同电池芯列中的电池芯被彼此无偏移地布置，并且/或者其中，每两个并排布置在不同电池芯列中的电池芯被彼此有偏移地布置，其中该偏移特别地沿电池芯列的纵向方向延伸。
这样做的技术优势在于，根据并排布置在不同电池芯列中的电池芯是被有偏移还是无偏移地布置，可以灵活调整电池安装系统，尤其是位于相应电池芯列末端的电池安装系统的触点。
在一个实施例中，每两个并排布置在不同电池芯列中的电池芯被彼此有偏移地布置，电池安装系统具有至少一个第一热保护元件和至少一个第二热保护元件，第一热保护元件和第二热保护元件彼此相偏移地，特别是以前述偏移进行偏移地，布置在相应电池芯列的沿纵向方向相邻的每两个电池芯之间。
这样做的技术优势在于，如果不同电池芯列中的并排布置的两个电池芯相互偏移，则需要两个不同的热保护元件，以确保尽管沿纵向方向有偏移，但仍能确保在相应电池芯列的沿纵向方向相邻的每两个电池芯之间提供有效的热保护。
在一个实施例中，第一和第二热保护元件各自具有至少一个第一开口，在该第一开口中至少部分地容纳了相应电池芯列的沿纵向方向相邻的两个电池芯中的一个电池芯的一极，特别是正极，并且/或者其中第一和第二热保护元件各自具有至少一个第二开口，在该第二开口中至少部分地容纳了相应电池芯列的沿纵向方向相邻的两个电池芯中的一个电池芯。
这样做的技术优势在于，第一和第二热保护元件的两个不同开口被特别成形为容纳电池芯的所述电极，或特别成形为容纳电池芯，因而，尽管相邻的两个电池芯列之间存在偏移，仍能确保相邻电池芯之间存在有效的热保护屏障。
特别地，第一开口被设计成至少部分地容纳与电极(特别是正极)连接的电连接元件。
特别地，用于容纳电极(特别是正极)或电连接元件的第一开口的直径小于用于容纳电池芯的第二开口的直径。
在一个实施例中，多个电连接元件中的每个电连接元件具有接触区域，该接触区域与沿纵向方向相邻的两个电池芯中的一个电池芯的一极(特别是正极)导电地连接，并且该接触区域与沿纵向相邻的两个电池芯中的另一个电池芯的另一极(特别是负极)导电地连接。
这样做的技术优势在于，接触区域可实现沿纵向方向相邻的两个电池芯的不同极之间的有效导电连接。
在一个实施例中，接触区域与至少一个电极，特别是正极，材料结合地，特别是钎焊、熔焊和/或胶粘地连接，其中特别地至少一个热保护元件布置在多个电连接元件中的相应电连接元件和电极之间。
这样做的技术优势在于，通过接触区域能够将电连接元件与两个电池芯中的至少一个电池芯的至少一极特别稳定地连接在一起。
接触区域只与沿纵向方向相邻的两个电池芯中的一个电池芯的一极(特别是正极)材料结合地连接。可替代地，接触区域与沿纵向方向相邻的两个电池芯中的每个电池芯的一极(特别是正极和负极)材料结合地连接。
在一个实施例中，多个安装元件，特别是安装齿，布置在接触区域上，用于容纳沿纵向方向相邻的两个电池芯中至少一个电池芯的芯端。
这样做的技术优势在于，安装元件使得能够有效地，特别是以施力接合的方式安装相应芯端，因此只需将相应的电池芯插入安装元件之间即可确保有效紧固。
在一个实施例中，电池安装系统包括在安装外壳中相互间隔布置，特别是沿电池芯列的纵向方向相互间隔布置的多个热保护元件，其中多个热保护元件中的每个热保护元件分别布置在相应电池芯列的沿纵向方向相邻的两个不同的电池芯之间，以确保相应电池芯列的沿纵向方向相邻的多个电池芯之间具有热保护屏障。
这样做的技术优势在于，多个热保护元件可确保为沿纵向方向相邻的相应电池芯列的不同电池芯提供有效的热保护屏障。
以相应距离间隔排列的热保护元件之间的距离特别地与电池芯的长度相对应。
在一个实施例中，至少一个防热元件以材料结合、施力接合和/或形面接合的方式连接到相应电池芯列的沿纵向方向相邻的两个电池芯中的至少一个上。
这样做的技术优势在于，可以将至少一个热保护元件有效地连接到两个电池芯中的至少一个，特别是两个电池芯上。
特别地，至少一个热保护元件以材料结合、施力接合和/或形面接合的方式连接到多个电连接元件中的至少一个电连接元件上。
在一个实施例中，每个电池芯都具有至少一个排气阀，被设计为在相应电池芯内过压时将气体从电池芯中排出，至少一个排气阀布置为特别地在空间上靠近相应电池芯的一极，特别是正极或负极。
这样做的技术优势在于，当电池芯处于热不稳定状态时，气体可以有利地通过排气阀释放到电池芯的环境中，以防止电池芯爆裂。
特别地，排气阀布置为在空间上靠近相应电池芯的一极，特别是正极或负极，使得排气阀布置为在空间上靠近至少一个热保护元件(该热保护元件布置在沿纵向方向相邻的两个电池芯之间，或相邻电池芯的相应极之间)，使得排气阀排出的气体可被至少一个热保护元件有效地导出。
附图说明
下面将参照实施例和附图对本发明进行更详细的描述。附图示出了：
图1示出了根据一个对比例的电池安装系统的示意图；
图2示出了根据一个实施例的电池安装系统的水平剖视示意图；
图3示出了根据所述实施例的电池安装系统的垂直剖视示意图；
图4示出了根据所述实施例的电池安装系统的两个电池芯之间的连接区域的示意图；
图5示出了根据所述实施例的电池安装系统的透视示意图；以及
图6示出了根据所述实施例的电池安装系统的进一步透视示意图。
在下面的详细描述中，请参考附图，附图是本发明的组成部分，其中以图示的方式示出了本发明的具体实施例。不言而喻，在不脱离本发明概念的前提下，也可以使用其他实施例，并可以做出结构或逻辑上的改变。因此，以下的详细描述不具有限制性。进一步的理解是，除非另有特别说明，本文描述的各实施例的特征可以相互组合。
本发明的各方面和实施例将参照附图进行描述，其中同样的附图标记一般指同类元件。在下面的描述中，出于解释的目的列出了许多具体细节，以提供对本发明的方面的透彻理解。
具体实施方式
图1示出了根据一个对比例的电池安装系统的示意图。
在图1中仅示意性示出的电池安装系统100能够将多个电池芯101安装在可电驱动的车辆中。电池安装系统100具有在图1中仅标示出的安装外壳103，用于安装多个电池芯101。
在传统的可电驱动的车辆中，需要多个电池芯101来提供足够的电能以驱动车辆。为此，通常使用基于锂离子技术的电池芯101，但在某些工作条件下，这种电池芯会转变为热不稳定状态。
例如，在电池芯101过度充电、电池芯101过热和/或电池芯101遭受机械损坏的情况下，可能发生电池芯的内部短路，这可能在电池芯101内部释放出大量热能，进而可能导致电池芯101内部的压力急剧上升。
在这种情况下，电池芯101中可能布置的泄压阀会打开，向电池芯101的周边环境释放大量热气，如图1通过箭头标记所示意性示出的那样。由于电池芯101通常非常密集地堆积在常规使用的安装外壳103中，因此相应释放的热气会对其他邻近的电池芯101产生热激励，从而使其他邻近的电池芯101在某些情况下也会进入热不稳定状态。
在某些情况下，这会导致连锁反应，使大量电池芯101进入热不稳定状态(“热扩散”)，从而严重损坏甚至摧毁可电驱动的车辆的整个电池单元。
因此，从常规的电池布置开始，任务就是确保相邻电池芯101之间的有效的热保护，以防止相邻电池芯101在单个电池芯101受损坏而释放热能时也进入热不稳定状态。
图2示出了根据一个实施例的电池安装系统的水平剖视示意图。
电池安装系统100具有在图2中仅示意性示出的安装外壳103，用于容纳多个电池芯101。
从图2中可以看出，电池芯101在安装外壳103内排列成相互平行设置的多个电池芯列105。图2仅示出了安装外壳103的一部分，以及第一电池芯列105-1，与其平行设置的第二电池芯列105-2和与其平行设置的第三电池芯列105-3。
尽管图2中所示的电池芯列105布置在单个水平电池芯平面107-1中，安装外壳103特别可包括依次层叠的多个水平电池芯平面107-1，其中，在多个水平电池芯平面107-1中的每个水平电池芯平面107-1中，多个相互平行设置的电池芯列105如图2所示地被布置。
相应的三维的电池安装系统100的垂直剖视图请参见图3。
从图2中可以看出，相应电池芯列105、105-1、105-2、105-3中的电池芯101被布置成串联电路。这意味着，相应电池芯列105、105-1、105-2、105-3中的沿纵向方向121相邻的两个电池芯101都彼此导电地连接。
图2中示例性地示出了相应电池芯列105-1中的第一电池芯101-1以及沿纵向方向121与第一电池芯101-1相邻的第二电池芯101-2。
示例性地，第一电池芯101-1的特别是负极109-1的电极109与第二电池芯101-2的特别是正极109-2的相反电极109导电地连接。
尽管图2中没有示出，但可替代地，第一电池芯101-1的特别是正极109-2的电极109与第二电池芯101-2的特别是负极109-1的相反电极109导电地连接。
为了在相应电池芯列105、105-1、105-2、105-3中相邻的两个电池芯101、101-1、101-2之间实现有效的导电连接，电池安装系统100包括多个电连接元件111。多个电连接元件111中总有一个电连接元件111导电地连接相应电池芯列105、105-1、105-2、105-3中沿纵向方向121相邻的两个电池芯101、101-1、101-2。
图2中突出示意了第一电连接元件111，它将第一电池芯101-1和第一电池芯列105-1中沿纵向方向121与第一电池芯101-1相邻布置的第二电池芯101-2导电地连接。
尽管在图2中仅示意性地示出，每个电连接元件111都有接触区域113，该接触区域113与相邻两个电池芯101、101-1、101-2中的一个电池芯101、101-1、101-2的一极109(特别是正极109-2)导电地连接，并与相邻两个电池芯101、101-1、101-2中的另一个电池芯101、101-1、101-2的相反一极109(特别是负极109-1)导电地连接。
在图2所选的示意图中，第一电连接元件111的接触区域113仅示意性地示出，该接触区域与第一电池芯101-1的负极109-1以及第二电池芯101-2的正极109-2导电地连接。
图2中示出了布置在接触区域113上的安装元件115，特别是安装齿，安装元件115包围了两个电池芯101、101-1、101-2中的至少一个的芯端117，以便接收至少一个电池芯101、101-1、101-2。
在图2所选的实施例中，安装元件115包围了第一电池芯101-1的芯端117，以确保有效安装第一电池芯101-1。尽管在图2中没有示出，电连接元件111的接触区域113材料结合地(特别是焊接地)与第二电池芯101-2的一极109(特别是正极109-2)连接。
因此，相应电池芯列105、105-1、105-2、105-3的沿纵向方向121相邻的每两个电池芯101、101-1、101-2之间布置的电连接元件111、111-1可确保相应电池芯列105、105-1、105-2、105-3中所有相邻电池芯101、101-1、101-2之间的有效导电连接。
从图2中可以看出，相互平行设置的电池芯列105、105-1、105-2、105-3，特别是所有相互平行设置的电池芯列105、105-1、105-2、105-3都具有相同的极性，因此，相互平行设置的电池芯列105的电极109、109-1、109-2、105-3的排列方向相同。特别地，并排布置在不同电池芯列105中的任意两个电池芯101都不沿纵向方向121相互偏移。
如图2进一步所示的，电池安装系统100还包括至少一个热保护元件119，特别是热保护板，它布置在相应电池芯列105、105-1、105-2的沿纵向方向121相邻的两个电池芯101、101-1、101-2之间，并被配置为在相应电池芯列105、105-1、105-2、105-3的相邻的两个电池芯101、101-1、101-2之间提供热保护屏障。
如图2中仅示意性示出的，热保护元件119可确保相应电池芯列105、105-1、105-2的沿纵向方向121相邻的两个电池芯101、101-1、101-2之间的物理隔离，因此在热过载情况下，从一个电池芯101、101-1、101-2中逸出的热气可被热保护元件119截留而免于去往其他电池芯101、101-1、101-2。这可以有效防止邻近的电池芯101、101-1、101-2也转入热不稳定状态。
在这里，热保护元件119特别是由耐高温和耐高压的材料制成，以便能够承受逸出的热气，特别是钢、铁和/或铝。
如图2所示，相应电池芯列105、105-1、105-2、105-3的电池芯101、101-1、101-2沿纵向方向121延伸，热保护元件119沿横向于纵向方向121的横向方向123延伸。
因此，热保护元件119不仅布置在单个电池芯列105、105-1、105-2、105-3的沿纵向方向121相邻的每两个电池芯101、101-1、101-2之间，而且特别地布置在平行设置的多个电池芯列105、105-1、105-2、105-3的沿纵向方向121相邻的每两个电池芯101、101-1、101-2之间。
虽然图2中仅示出了单个水平电池芯平面107-1，热保护元件119特别是至少部分地、特别是完全地沿着横向于安装外壳103的纵向方向121的横向方向123延伸，并且/或者热保护元件119特别是至少部分地、特别是完全地沿着横向于安装外壳103的纵向方向121且横向于横向方向123的高度方向延伸，该高度方向在图2中未示出。
因此，特别地，热保护元件119可以布置在相互平行设置的所有电池芯列105、105-1、105-2、105-3的沿纵向方向121相邻的每两个电池芯101、101-1、101-2之间。
图2中所示的热保护元件119可在相应电池芯列105、105-1、105-2、105-3的沿纵向方向121相邻的两个电池芯101、101-1、101-2之间提供热保护屏障。
尽管未在图2中示出，电池芯列105、105-1、105-2、105-3包括沿纵向121排列的多个电池芯101、101-1、101-2，因此电池安装系统100特别地可以包括多个未在图2中示出的进一步的热保护元件119，这些热保护元件相互间隔布置，特别是沿纵向方向121间隔布置在安装外壳103中。
每个进一步的热保护元件119布置在相应电池芯列105、105-1、105-2、105-3中的沿纵向方向121相邻的两个不同电池芯101、101-1、101-2之间，这样，沿纵向方向121相邻的特别是多个电池芯101、101-1、101-2，特别是所有电池芯101、101-1、101-2，相互之间可以通过热保护屏障有效地热解耦。
由于至少一个热保护元件119布置在相应电池芯列105、105-1、105-2、105-3中的沿纵向方向121相邻的两个电池芯101、101-1、101-2之间，因此所述至少一个热保护元件119的每一个都至少有一个开口125，特别是多个开口125，图2中未示出。
相应电池芯列105、105-1、105-2、105-3的沿纵向方向121彼此相邻布置的两个电池芯101、101-1、101-2中的一个电池芯101、101-1、101-2可至少部分地通过相应热保护元件119的开口125容纳，以实现彼此相邻布置的两个电池芯101、101-1、101-2之间的通过热保护元件119的导电连接。
多个电连接元件111中的一个电连接元件111可以至少部分地布置在相应热保护元件119的开口125中，以实现沿纵向方向121彼此相邻布置的两个电池芯101、101-1、101-2之间的通过热保护元件119的导电连接。
因此，至少一个热保护元件119可确保在相应电池芯列105的相邻布置的电池芯101之间形成有效的热保护屏障。
更多详情，请参阅以下说明。
图3示出了根据本实施例的电池安装系统的垂直剖视示意图。
图3所示的电池安装系统100对应于图2所示的电池安装系统100，图3示出的是垂直剖视图。
相应地，图3所示的绘图平面对应于垂直电池芯平面107-2，该平面与图3中仅示意性示出的多个水平电池芯平面107-1相交。
从图3中可以看出，相互平行设置的电池芯列105、105-1、105-2、105-3中的每两个并排布置的电池芯列105、105-1、105-2、105-3具有不同的极性，并且，在不同的电池芯列105、105-1、105-2中并排布置的两个电池芯101、101-1、101-2特别地彼此间被有偏移127地布置。偏移127沿着电池芯列105、105-1、105-2、105-3的纵向方向121延伸。
从图3中可以看出，第一电池芯列105、105-1和第三电池芯列105、105-3具有相同的极性，并且被彼此无偏移127地布置，而第二电池芯列105、105-2与旁边的第一电池芯列105、105-1和旁边的第三电池芯列105、105-3具有不同的极性。
第二电池芯列105、105-2，与第一和第三电池芯列105、105-1、105-3相对，沿电池芯列105、105-1、105-2的纵向方向121被有偏移127地布置。
为了在图3所示的布置中有效地覆盖电池芯101的所有电极109，特别地需要第一热保护元件119-1和第二热保护元件119-2，它们彼此相偏移地，特别是以偏移127进行偏移地，布置在相应电池芯列105的沿纵向方向121相邻的每两个电池芯101之间。
从图3中可以看出，第一和第二热保护元件119-1和119-2各自的开口125的直径设计不同，以便容纳电池芯101或电连接元件111或电极109。
特别地，包括正极109-2的电池芯101的芯端117被容纳在第一或第二热保护元件119-1、119-2的第一开口125-1中。特别地，电池芯101本身被容纳在第一或第二热保护元件119-1、119-2的第二开口125-2中，第二开口125-2特别地具有比第一开口125-1更大的直径。
图4示出了根据本实施例的电池安装系统的两个电池芯之间的连接区域的示意图。
在图4所示的示意图中，示出了单个电池芯列105中沿纵向方向121相邻的两个电池芯101之间的电连接区域，此时两个电池芯101中的一个处于热不稳定状态。
第一电池芯101-1通过电连接元件111与第二电池芯101-2导电地连接。此处，电连接元件111的接触区域113在第一电池芯101-1的一极109(特别是负极109-1)与第二电池芯101-2的一极109(特别是正极109-2)之间建立接触。
图4还示出了热保护元件119，布置在第一电池芯101-1和第二电池芯101-2之间，其中电极109(特别是正极109-2)或电连接元件111至少部分地容纳在热保护元件119的开口125(特别是第一开口125-1)中。
在图4中仅示意性示出的第二电池芯101-2的排气阀129，由于第二电池芯101-2的热不稳定状态而打开，因此热气可以从第二电池芯101-2的内部逸出，并可以通过热保护元件119有效地排出，从而可以防止第一电池芯101-1的热稳定性受损。
图5示出了根据本实施例的电池安装系统的透视示意图。
图5示出了电池安装系统100的透视图，特别是示出了热保护元件119的高度和宽度的延伸。图5中示意性地示出了图2中所示的水平电池芯平面107-1和图3中所示的垂直电池芯平面107-2。
图5示出了图3中的第一热保护元件119-1。
热保护元件119-1布置在相应电池芯列105的沿纵向方向121相邻的两个电池芯101之间，并具有开口125，相邻的电池芯101通过开口125电连接。
由于图3中所示的偏移127，图5中所示的第一热保护元件119-1具有直径较小的第一开口125-1，在第一开口125-1中至少部分地容纳了电极109(特别是正极109-2)或与电极109(特别是正极109-2)相连的电连接元件111。电连接元件111具有接触区域113和布置在接触区域113上的安装元件115，安装元件115容纳第二电池芯101-2的芯端117。
由于图3中所示的偏移127，图5中所示的第一热保护元件119-1具有直径较大的第二开口125-2，在每个第二开口125-2中至少部分地容纳了相应电池芯列105的沿纵向方向121相邻的两个电池芯101中的一个。
在图5中，只示出了第一热保护元件119-1在一个第一电池芯101-1和一个第二电池芯101-2之间的布置情况，图5所选的示意图中没有示出更多第二电池芯101-2。特别地，热保护元件119与相邻的相应电池芯列105中的彼此相邻布置的电池芯101通过施力接合、形面接合和/或材料结合的方式，特别是通过激光焊接连接。
图6示出了根据实施例的电池安装系统的进一步透视示意图。
图6示出了电池安装系统100的透视图，特别是示出了热保护元件119的高度和宽度的延伸。图6中示意性地示出了图2中所示的水平电池芯平面107-1和图3中所示的垂直电池芯平面107-2。
图6示出了图3中的第二热保护元件119-2。
热保护元件119、119-2布置在相应电池芯列105的沿纵向方向121相邻的两个电池芯101之间，并具有开口125(图6中未示出)，相邻的电池芯101通过开口125电连接。
由于绘图技术原因，图6中只示出了每个第二水平电池芯层107-1的电池芯101，特别是第二电池芯101-2，因此只示出了其之间布置的水平电池芯层107-1的电连接元件111，特别是接触区域113，而没有示出第二电池芯101-2。
图6中所示的第二热保护元件119-2布置在相互平行设置的多个电池芯列105中的每两个沿纵向方向121间隔开的电池芯101之间。
因此，本实施例中所示的热保护元件119，特别是第一和/或第二热保护元件119-1、119-2，可确保沿纵向方向121相邻的电池芯101之间的有效热隔离。
附图标记列表
100 电池安装系统
101 电池芯
101-1 第一电池芯
101-2 第二电池芯
103 安装外壳
105 电池芯列
105-1 第一电池芯列
105-2 第二电池芯列
105-3 第三电池芯列
107-1 水平电池芯平面
107-2 垂直电池芯平面
109 电极
109-1 负极
109-2 正极
111 电连接元件
111-1 第一电连接元件
113 接触区域
115 安装元件
117 芯端
119 热保护元件
119-1 第一热保护元件
119-2 第二热保护元件
121 纵向方向
123 横向方向
125 开口
125-1 第一开口
125-2 第二开口
127 偏移
129 排气阀

Claims (15)

1.一种电池安装系统(100)，用于在可电驱动的车辆中安装多个电池芯(101,101-1,101-2)，该电池安装系统包括：
安装外壳(103)，用于容纳所述多个电池芯(101,101-1,101-2)，
所述多个电池芯(101,101-1,101-2)，被容纳在所述安装外壳(103)中，其中所述电池芯(101,101-1,101-2)排列成相互平行设置的多个电池芯列(105,105-1,105-2,105-3)，其中，所述电池芯列(105,105-1,105-2,105-3)中的电池芯(101,101-1,101-2)沿纵向方向(121)延伸，
多个电连接元件(111,111-1)，每个所述电连接元件导电地连接相应电池芯列(105,105-1,105-2,105-3)中的沿所述纵向方向(121)彼此相邻的两个电池芯(101,101-1,101-2)，以提供相应电池芯列(105,105-1,105-2,105-3)的电串联连接，以及
至少一个热保护元件(119,119-1,119-2)，所述热保护元件布置在相应电池芯列(105,105-1,105-2,105-3)中的沿所述纵向方向(121)相邻的两个电池芯(101,101-1,101-2)之间，并形成为在相应电池芯列(105,105-1,105-2,105-3)的相邻的两个电池芯(101,101-1,101-2)之间提供热保护屏障。
2.根据权利要求1所述的电池安装系统(100)，其中，所述至少一个热保护元件(119,119-1,119-2)布置在所述多个电连接元件(111,111-1)中的相应电连接元件(111,111-1)和相应电池芯列(105,105-1,105-2,105-3)的相邻的两个电池芯(101,101-1,101-2)中的一个电池芯之间。
3.根据权利要求1或2所述的电池安装系统(100)，其中，布置在相应电池芯列(105,105-1,105-2,105-3)的沿纵向方向(121)相邻的两个电池芯(101,101-1,101-2)之间的所述热保护元件(119,119-1,119-2)沿横向方向(123)延伸，所述横向方向(123)横向于所述纵向方向(121)。
4.根据权利要求1、2或3所述的电池安装系统(100)，其中，所述热保护元件(119,119-1,119-2)具有至少一个开口(125,125-1,125-2)，其中，相应电池芯列(105,105-1,105-2,105-3)的相邻布置的两个电池芯(101,101-1,101-2)中的一个电池芯(101,101-1,101-2)至少部分地容纳于所述开口(125,125-1,125-2)中，或者，所述多个电连接元件(111,111-1)中的一个电连接元件(111,111-1)至少部分地布置在所述开口(125,125-1,125-2)中，以便在相应电池芯列(105,105-1,105-2,105-3)的相邻的两个电池芯(101,101-1,101-2)之间提供导电的连接。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的电池安装系统(100)，其中，所述至少一个热保护元件(119,119-1,119-2)包括热保护板。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的电池安装系统(100)，其中，所述至少一个热保护元件(119,119-1,119-2)布置在相互平行设置的多个所述电池芯列(105,105-1,105-2,105-3)的沿所述纵向方向(121)相邻的每两个电池芯(101,101-1,101-2)之间，所述至少一个热保护元件(119,119-1,119-2)布置在特别是相互平行设置的全部所述电池芯列(105,105-1,105-2,105-3)的沿所述纵向方向(121)相邻的每两个电池芯(101,101-1,101-2)之间。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的电池安装系统(100)，其中，相互平行设置的电池芯列(105,105-1,105-2,105-3)具有相同的极性，并且/或者，相互平行设置的所述电池芯列(105,105-1,105-2,105-3)中的每两个并排布置的电池芯列(105,105-1,105-2,105-3)具有不同的极性。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的电池安装系统(100)，其中，每两个并排布置在不同电池芯列(105,105-1,105-2,105-3)中的电池芯(101,101-1,101-2)被彼此无偏移(127)地布置，并且/或者，每两个并排布置在不同电池芯列(105,105-1,105-2,105-3)中的电池芯(101,101-1,101-2)被彼此有偏移(127)地布置，其中，所述偏移(127)特别地沿电池芯列(105,105-1,105-2,105-3)的纵向方向(121)延伸。
9.根据权利要求8所述的电池安装系统(100)，其中，每两个并排布置在不同电池芯列(105,105-1,105-2,105-3)中的电池芯(101,101-1,101-2)被彼此有偏移(127)地被布置，其中，所述电池安装系统(100)具有至少一个第一热保护元件(119,119-1)和至少一个第二热保护元件(119,119-2)，所述第一热保护元件和所述第二热保护元件彼此相偏移地，特别是以所述偏移(127)彼此相偏移地，布置在相应电池芯列(105,105-1,105-2,105-3)的沿所述纵向方向(121)相邻的每两个电池芯(101,101-1,101-2)之间。
10.根据权利要求9所述的电池安装系统(100)，其中，所述第一和第二热保护元件(119,119-1,119-2)各自具有至少一个第一开口(125,125-1)，在所述第一开口中至少部分地容纳了相应电池芯列(105,105-1,105-2,105-3)的沿所述纵向方向(121)相邻的每两个电池芯(101,101-1,101-2)中的一个电池芯的一极(109,109-1,109-2)，特别是正极(109-2)，并且/或者所述第一和第二热保护元件(119,119-1,119-2)各自具有至少一个第二开口(125,125-2)，在所述第二开口中至少部分地容纳了相应电池芯列(105,105-1,105-2,105-3)的沿所述纵向方向(121)相邻的每两个电池芯(101,101-1,101-2)中的一个电池芯。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的电池安装系统(100)，其中，所述多个电连接元件(111,111-1)中的每个电连接元件(111,111-1)具有接触区域(113)，所述接触区域与沿所述纵向方向(121)相邻的两个电池芯(101,101-1,101-2)中的一个电池芯(101,101-1,101-2)的一极(109,109-1,109-2)、特别是正极(109-2)导电地连接，并且所述接触区域与沿所述纵向方向(121)相邻的两个电池芯(101,101-1,101-2)中的另一个电池芯(101,101-1,101-2)的另一极(109,109-1,109-2)特别是负极(109-2)导电地连接。
12.根据权利要求11所述的电池安装系统(100)，其中，所述接触区域(113)与至少一个电极(109)特别是正极(109-2)材料结合地特别是钎焊、熔焊和/或胶粘地连接，其中特别地所述至少一个热保护元件(119,119-1,119-2)布置在所述多个电连接元件(111,111-1)中的相应电连接元件(111,111-1)与所述电极(109,109-1,109-2)之间。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的电池安装系统(100)，其中，所述电池安装系统(100)包括在所述安装外壳(103)中相互间隔布置，特别是沿所述电池芯列(105,105-1,105-2,105-3)的纵向方向(121)相互间隔布置的多个热保护元件(119,119-1,119-2)，其中，所述多个热保护元件(119,119-1,119-2)中的每个热保护元件(119,119-1,119-2)分别布置在相应电池芯列(105,105-1,105-2,105-3)的沿所述纵向方向(121)相邻的两个不同的电池芯(101,101-1,101-2)之间，以确保相应电池芯列(105,105-1,105-2,105-3)的沿所述纵向方向(121)相邻的多个电池芯(101,101-1,101-2)之间具有热保护屏障。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的电池安装系统(100)，其中，所述至少一个热保护元件(119,119-1,119-2)以材料结合、施力接合和/或形面接合的方式连接到相应电池芯列(105,105-1,105-2,105-3)的沿所述纵向方向(121)相邻的两个电池芯(101,101-1,101-2)中的至少一个上。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的电池安装系统(100)，其中，每个所述电池芯(101,101-1,101-2)分别具有至少一个排气阀(129)，所述至少一个排气阀被设计为在相应电池芯(101,101-1,101-2,101-2)内过压时将气体从所述电池芯(101,101-1,101-2)中排出，所述至少一个排气阀(129)布置为特别地在空间上靠近相应电池芯(101,101-1,101-2)的一极(129)，特别是正极(109-2)或负极(109-1)。
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