电池模块的制作方法

1.本发明涉及一种用于部分或完全电驱动车辆的电池模块。本发明还涉及一种具有两个或多个这样的电池模块的电池系统以及一种用于制造电池模块的方法。


背景技术：

2.us 2012/114986 a1公开了一种附加电池，其具有金属性的容器和封闭该容器的金属性的盖，在该容器中安置有电极装置和电解质。此外设有熔融连接元件，该熔融连接元件的熔点低于容器和盖的熔点并且将容器与盖相互连接起来。在此没有论及流体的引入。
3.us 2019/088981 a1公开了一种锂浆料电池模块以及一种用于锂浆料电池的非液态的电芯，其中该电芯具有多个彼此交替重叠的正电极片和负电极片。正电极片和负电极片的周向边缘被绝缘且密封。在此也没有描述流体的引入。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，提供一种相比于此改进了的电池模块。
5.这个目的通过根据下文所述的电池模块来实现。
6.该电池模块包括至少一个具有基体的电池壳体，该基体具有至少一个开放端部、优选两个开放端部。此外，该电池模块包括至少一个电池单体堆，该电池单体堆至少在一个端部、优选在两个端部处分别具有承载板。该电池单体堆被引入或推入到基体或基体中形成的通道中，使得承载板相应基本上封闭基体的开放端部。在承载板上设有至少局部环绕、优选完全环绕的密封件，该密封件从承载板(向外朝向基体)伸出并且至少部分地贴靠基体的内表面。密封件被设计为气体可透过的或空气可透过的，使得在将高粘度的流体引入到电池单体堆与基体内表面之间的间隙(例如缝隙)中时，受排挤的空气能够经过(气体可透过的)密封件从基体逸出。
7.以这种方式可以可靠且均匀地用粘度较高的流体来填充基体中的间隙。由于受引入的流体排挤的空气可以穿过密封件逸出，因此能够避免空气滞留。可以实现流体的限定的应用区域。间隙中流体的填充高度是可被识别的，例如以如下方式：一直对间隙进行填充，直到不再有空气在密封件上逸出。此外，可以通过检测在间隙被完全填充时的压力升高来得出填充高度。
8.电池模块尤其是用于部分或完全电驱动车辆的牵引电池模块。电池模块可以被设计为在单侧或双侧被冷却的电池模块。电池单体堆具有至少两个堆叠的电池单体。电池单体堆还可以具有多于两个电池单体，这些电池单体被布置成一排(“一排多列”)。同样可设想的是，电池单体堆具有多于两个电池单体，这些电池单体被并排布置成多排(“多排多列”)。与此无关地，为了用高粘度的流体来填充间隙可以设有填充开口，例如设在承载板上，经过该填充开口将高粘度的流体引入到间隙中。
9.优选地，密封件可以被设计成使其对于高粘度的流体是不可透过的。因此，密封件或者由此实现的密封是足够密封的，从而使得将高粘度的流体的扩散限制在期望的区域
(间隙)；并且密封件或者由此实现的密封并非是充分密封的，从而使得在引入或注入高粘度的流体时空气能够穿过密封件逸出。换言之，密封件被设计成使得高粘度的流体不能或只有在压力升高非常大的情况下才可以从间隙溢出。相对于高粘度的流体的密封且同时相对于气体的不密封性可以用于将高粘度的流体(例如导热膏)引入到被密封的空间(间隙)中，该空间中所包含的空气可以经过密封件流出。完全填充高度可以通过压力升高来得出。
10.优选地，一个承载板或多个承载板相应地被设计为塑料注塑件。由此，可以实现成本有效且高效地制造承载板。通过注塑过程可以将多个特征并入承载板中。此外，塑料设计方案有以下优点：承载板具有电绝缘特性。
11.优选地，一个密封件或多个密封件在具有两个承载板的电池单体堆中相应地被设计为自身强化的。因此，能够通过向密封件施加高粘度的流体提升密封效果。在适当时可以通过施加高粘度的流体实现使密封件贴靠或完全贴靠基体的内表面。
12.优选地，一个密封件或多个密封件可以在具有两个承载板的电池单体堆中相应地与承载板相连接，尤其被粘贴或注塑到该承载板上。由此，可以实现以结构简单且稳固的方式将密封件紧固在承载板上。
13.优选地，基体可以被设计为中空型材，尤其被设计为挤出型材。这有助于基体的结构简单、成本有效且稳固的设计方案。
14.优选地，至少部分地填充间隙的高粘度的流体可以被设计为(可硬化的)导热膏。这有助于通过用导热膏润湿电池单体来实现较好且较均匀的电池单体冷却。通过减缓电池单体老化可以实现更快速的充电以及更长的电池单体使用寿命。
15.优选地，一个承载板或多个承载板可以相应地具有用于电池单体突起(zelltab)的固持件。由此能够以简单的方式直接借助于承载板来固定电池单体突起。电池单体突起可以是电池单体端子，例如正极、负极、传感器端子和/或保护端子。
16.优选地，一个承载板或多个承载板可以相应地具有用于汇流条的固持件。由此能够以简单的方式直接借助于承载板来固定汇流条。汇流条例如可以与电池单体的电极或电池单体突起电连接。
17.优选地，一个承载板或多个承载板可以相应地至少局部地用作电池单体堆与电池壳体之间的电绝缘层。这有助于结构有利的设计方案，因为承载板提供了绝缘功能。
18.优选地，电池壳体的向外限制该电池壳体的壁在高粘度的流体被引入其中的区域(间隙)中被设计为无开口的(在电池壳体的壁中没有开口)。由于取消了排气孔，因此也无需向外密封排气孔。由于取消了排气孔，可以在区域(间隙)被充分填充的情况下通过压力升高来进行填充高度检测。
19.开篇所述的目的还通过一种具有两个或更多个具有一个或多个上述方面的电池模块的电池系统来实现。关于优点应参考电池模块的相关实施方式。
20.电池系统尤其是用于部分或完全电驱动车辆的牵引电池系统。与此无关地，结合该电池模块所描述的措施可以用于该电池系统的进一步的设计方案。
21.开篇所述的目的还通过一种用于制造电池模块的、尤其是根据上述一个或多个方面所述的电池模块的方法来实现。关于优点应参考电池模块的相关实施方式。
22.用于制造电池模块的方法具有以下步骤：
[0023]-提供至少一个电池壳体，该电池壳体具有带至少一个开放端部的基体；以及
[0024]-将至少一个电池单体堆引入或推入到该基体中，该电池单体堆至少在一个端部、优选在两个端部处分别具有承载板，其中该承载板相应地基本上封闭基体的开放端部。该方法突出之处在于：在承载板上设有气体可透过或空气可透过的、至少局部环绕(优选完全环绕)的密封件，密封件在推入后至少局部地贴靠基体的内表面，并且通过将高粘度的流体(例如导热膏)引入到电池单体堆与所述基体的内表面之间的间隙(例如缝隙)中，其中在引入所述高粘度的流体时受排挤的空气能够经过所述密封件逸出。高粘度的流体的引入可以经过对应的填充开口来进行。
[0025]
优选地，密封件可以是对于高粘度的流体不可透过的，从而使得高粘度的流体保留在电池单体堆与基体的内表面之间的间隙中。因此，高粘度的流体不能或只有在压力升高非常大的情况下才可以从间隙中溢出。相对于高粘度的流体的密封且同时相对于气体或空气的非密封性可以用于将高粘度的流体(例如导热膏)引入到被密封的空间中，该空间中所包含的空气可以经过密封件流出并且可以得出已充分填充的高度，例如通过进行填充，直到不再有空气在密封件上逸出。
[0026]
优选地，可以在将高粘度的流体引入到间隙中时确定流体的压力，其中当超过限定的压力阈值时，检测到间隙已被高粘度的流体充分填充、在适当时完全填充。这例如可以通过填充装置上的对应的压力传感器装置来实现，借助于该填充装置用高粘度的流体来填充间隙。因此，通过基于压力进行的检测能够确保用高粘度的流体充分填充由于公差而可能大小不同的间隙(“不过少，但也不过多”)。由此在适当时能够降低高粘度的流体的费用和重量。
[0027]
优选地，可以在超过限定的压力阈值时停止向间隙引入高粘度的流体。因此，在充分、适当时完全填充电池单体堆与基体的内表面之间的间隙且对密封件施加压力时的压力升高用于自动化地切断流体或间隙填充物的填充。因此，不是通过控制体积的方式、而是通过控制压力的方式来切断填充。这即使在间隙例如由于公差而大小不同的情况下也允许用高粘度的流体(例如导热膏)充分填充间隙。
[0028]
总体上，本发明在此提供下述1、9和10的技术方案，下述2-8和11-13为本发明的优选技术方案：
[0029]
1.一种用于部分或完全电驱动车辆的电池模块(102)，所述电池模块具有：至少一个电池壳体(106)，所述电池壳体具有带至少一个开放端部(114，116)的基体(107)；至少一个电池单体堆(118)，所述电池单体堆至少在一个端部处具有承载板(120)，其中所述电池单体堆(118)被引入到所述基体(107)中，使得所述承载板(120)基本上封闭所述基体(107)的开放端部(114，116)，其特征在于，在所述承载板(120)上设有至少局部环绕的密封件(126)，所述密封件从所述承载板(120)伸出并且至少局部地贴靠所述基体(107)的内表面(128)，其中所述密封件(126)被设计为气体可透过的，使得在将高粘度的流体(129)引入到所述电池单体堆(118)与所述基体(107)的内表面(128)之间的间隙(130)中时，受排挤的空气能够经过所述密封件(126)从所述基体(107)逸出。
[0030]
2.根据前述1所述的电池模块(102)，其特征在于，所述密封件(126)被设计成使其对于所述高粘度的流体(129)是不可透过的。
[0031]
3.根据前述1或2所述的电池模块(102)，其特征在于，所述承载板(120)被实施为塑料注塑件。
[0032]
4.根据前述1-3之一所述的电池模块(102)，其特征在于，所述密封件(126)被设计为自身强化的；并且/或者所述密封件(126)与所述承载板(120)相连接，尤其被粘贴或注塑到所述承载板(120)上。
[0033]
5.根据前述1-4之一所述的电池模块(102)，其特征在于，所述基体(107)被设计为中空型材，尤其被设计为挤出型材。
[0034]
6.根据前述1-5之一所述的电池模块(102)，其特征在于，至少部分地填充所述间隙(130)的所述高粘度的流体(129)被设计为可硬化的导热膏。
[0035]
7.根据前述1-6之一所述的电池模块(102)，其特征在于，所述承载板(120)具有用于电池单体突起的固持件(132)；并且/或者所述承载板(120)具有用于汇流条的固持件(134)；并且/或者所述承载板(120)至少局部地用作电池单体堆(118)与电池壳体(106)之间的电绝缘层。
[0036]
8.根据前述1-7之一所述的电池模块(102)，其特征在于，所述电池壳体(107)的壁(111)在所述高粘度的流体(129)被引入其中的区域中被设计为无开口的。
[0037]
9.一种电池系统(100)，所述电池系统包括两个或更多个根据前述1-8之一所述的电池模块(102)。
[0038]
10.一种用于制造电池模块(102)、尤其根据前述1至8之一所述的电池模块的方法(102)，其中所述方法具有以下步骤：
[0039]-提供至少一个电池壳体(106)，所述电池壳体具有带至少一个开放端部(114，116)的基体(107)；
[0040]-将至少一个电池单体堆(118)引入到所述基体(107)中，所述电池单体堆至少在一个端部处具有承载板(120)，其中所述承载板(120)基本上封闭所述基体(107)的开放端部(114，116)，其特征在于，在所述承载板(120)上设有气体可透过的、至少局部环绕的密封件(126)，所述密封件在推入后至少局部地贴靠所述基体(107)的内表面(128)，并且通过将高粘度的流体(129)引入到所述电池单体堆(118)与所述基体(107)的内表面(128)之间的间隙(130)中，其中在引入所述高粘度的流体(129)时受排挤的空气能够经过所述密封件(126)逸出。
[0041]
11.根据前述10所述的方法，其特征在于，所述密封件(126)对于所述高粘度的流体(129)是不可透过的，从而使得所述高粘度的流体(129)保留在所述电池单体堆(118)与所述基体(107)的内表面(128)之间的间隙(130)中。
[0042]
12.根据前述10或11所述的方法，其特征在于，在将所述高粘度的流体(129)引入到所述间隙(130)中时确定所述流体(129)的压力，其中当超过限定的压力阈值时，检测到所述间隙(130)已被所述高粘度的流体(129)充分填充、在适当时完全填充。
[0043]
13.根据前述12所述的方法，其特征在于，当超过所限定的压力阈值时，停止向所述间隙(130)引入所述高粘度的流体(129)。
附图说明
[0044]
其他有利的设计方案从以下说明和附图中得出。在附图中分别示意性地：
[0045]
图1示出了具有两个电池模块的电池系统的横截面；
[0046]
图2示出了电池模块的局部立体图；
[0047]
图3示出了电池单体堆的放大的局部立体图；以及
[0048]
图4示出了电池模块的部分纵截面。
具体实施方式
[0049]
在图1中示意性地示出了电池系统100的截面，该电池系统在该示例中具有两个电池模块102。电池系统100例如可以安装在车辆(未展示)中，使得电池系统100或电池模块102的中心纵向轴线104平行于车辆横向方向y延伸。车辆纵向轴线x在该示例中与中心纵向轴线104正交地定向。
[0050]
电池模块102各自具有带基体107的电池壳体106，其中在该示例中分别设计有两条平行于中心纵向轴线104延伸的通道108、110，这两条通道被分隔壁112彼此分开。通道108、110向外由壁111限制(参见图2)。通道108、110分别具有两个开放端部114、116(参见图1)。在该示例中，基体107各自被设计为呈挤出型材的形式的中空型材。
[0051]
在通道108、110中各自布置有电池单体堆118，该电池单体堆在两个端部处分别具有承载板120。电池单体堆118被引入到基体107或通道108、110中，使得相应的承载板120基本上封闭基体107的相关的开放端部114、116。
[0052]
电池模块102的进一步构造将借助于图2至图4进行说明。在该示例中，电池单体堆118具有多个堆叠的电池单体122，这些电池单体被布置成多个列124(参见图2与图3)。
[0053]
在承载板120上相应地设有至少局部环绕的密封件126，该密封件在该示例中几乎完全、例如超过90％地环绕承载板120(参见图3)。密封件126从承载板102向外朝向基体107伸出并且至少局部地贴靠基体107的内表面128或者贴靠基体107中形成的通道108、110(参见图4)。密封件126被设计为空气可透过的，使得在将粘度较高的流体129引入到电池单体堆118与基体107的内表面128之间的间隙或缝隙130中时(参见图3和图4)，受排挤的空气能够经过密封件126从基体107逸出。
[0054]
密封件126相应地被设计成使其对于粘度较高的流体129是不可透过的。因此，密封件126是足够密封的，从而使得将粘度较高的流体129的扩散限制在期望的区域(间隙130)；并且密封件并非充分密封的，从而使得在引入粘度较高的流体129时空气能够穿过密封件126逸出。
[0055]
在该示例中，承载板120相应地被设计为塑料注塑件(参见图2和图3)。密封件126相应地与承载板120相连接，尤其被粘贴或注塑到承载板120上。
[0056]
任选地，密封件126能够相应地被设计为自身强化的。因此，能够通过向相应的密封件126施加粘度较高的流体129提升密封效果(参见图4)。至少部分地填充间隙130的粘度较高的流体129在该实施例中被设计为导热膏(间隙填充物)。
[0057]
在该示例中，承载板120各自具有用于电池单体突起的固持件132(参见图3)。由此能够以简单的方式直接借助于承载板120来固定电池单体突起。在该示例中，承载板120各自具有用于汇流条的固持件134。由此能够借助于承载板120来固定汇流条。承载板120能够各自至少局部地用作电池单体堆118与电池壳体106之间的电绝缘层。
[0058]
电池壳体106的壁111在高粘度的流体被引入其中的区域(间隙130)中被设计为无开口的(参见图2与图4)。因此，在电池壳体106的壁111中没有开口。
[0059]
可以如上所述地进行用于制造电池模块106的方法、并且尤其确定具有高粘度的
流体或导热膏129的间隙130的填充高度。