电池组制造技术

本发明专利技术涉及电池组。公开了一种电池组（1），其包括：至少一个电池组电池（5），其中每个电池组电池（5）都具有多个并行地堆叠的电极（54、55）；和挤压装置（4），通过该挤压装置能给电极（54、55）施加压力（p）。框架（3）在所有侧面都封闭。该挤压装置（4）和该至少一个电池组电池（5）在框架（3）之内沿框架（3）的纵向（36）布置，使得如果该挤压装置（4）施加压力（p），则该挤压装置（4）的挤压区（45）沿着纵向（36）压向电极（54、55），而且该挤压装置（4）的与挤压区（45）对置的支撑区（41）由框架（3）的第一框架壁（31）沿着与纵向（36）相反的纵向（37）来支撑。

Battery pack

【技术实现步骤摘要】
电池组
本专利技术涉及一种电池组、尤其是如下电池组，该电池组具有至少一个电池组电池，其中每个电池组都具有多个并行地堆叠的电极；而且具有挤压装置，通过该挤压装置能给电极施加压力。
技术介绍
公知的是：电池组在运行期间容量降低而内阻升高。这被称作老化。尤其是其中也涉及具有至少一个软包电池、例如锂离子软包电池的电池组，其中堆叠的或折叠的活性层被柔韧的、例如由铝组成的外薄膜包围。原因之一是在嵌入过程中参与的材料的机械压力。这在经由至少一个电池组电池（锂离子电池）的充电状态引起的（垂直于电极的表面的）厚度变化中并且通过至少一个电池组电池（锂离子电池）的使用寿命表现出来。从现有技术中公知多种电池组和用于降低内阻并且借此提高电池组的使用寿命的制造方法。例如公知的是：朝着锂离子电池的电极的堆叠布置的方向实现这些锂离子电池的夹紧。美国专利US8465866B2例如描述了通过经由螺丝拧紧对在模块端部上的板进行顶锻来产生夹紧力。亚琛工业大学在网页https://www.pem.rwth-aachen.de/global/show_document.aspid=aaaaaaaaaaoqiyk（2018年1月18日状态）上在其公开文献“电池组包的安装过程（MONTAGEPROZESSEINESBATTERIEPACKS）”中研究了在电池组模块中的电池的夹紧。在A123EnergySolutions公司的公开文献http://www.formula-hybrid.org/wp-content/uploads/A123_AMP20_battery_Design_guide.pdf（参见第32页，2018年1月28日状态）中，描述了夹紧力对电池组的使用寿命和经由电池组的充电状态引起的厚度变化的影响。在欧洲专利申请EP3118910A1中描述了具有软包电池的电池组模块的一般结构。美国专利申请US2006/0246345A1描述了一种具有压电式传感器的电池组模块，该压电式传感器安装在如下通道内，该通道在二次电池组模块的单电池之间限定。通过压电式传感器来检测电池组的内部压力的变化，使得防止电池组的膨胀或由于单电池的过载或过热而造成的爆炸。在德国专利申请DE102007063188A1中提出了一种在至少一个电池组电池上的压力传感器，如也在美国专利US5650711A中那样。德国专利申请DE102014225367A1公开了一种电池组，该电池组具有布置在部分敞开的壳体之内的电极装置和同样布置在该壳体之内的挤压装置。挤压装置将电极装置压向壳体内表面。在挤压装置与电极装置之间布置有带受压面的压板，挤压装置基本上不能使该压板变形。受压面能与电极装置的接触面发生接触。借助于挤压装置能给电极装置施加压力，而且因此能降低内阻以及电极装置的体积。此外，挤压体可具有：液体容器，该液体容器具有基本上有橡胶弹性的外壁；和/或能气动或液压操纵的升降缸；和/或压缩弹簧；和/或板簧。通过有橡胶弹性的外壁，确保了：膨胀的挤压体的体积在排出液体时重新缩小。特别优选地，该电池组具有导向装置，其中压板和/或电极装置通过该导向装置在部分敞开的壳体之内线性地被引导。在德国专利申请DE102015215502A1中，用于膨胀或收缩的设备包括一个或两个端板，使得可以补偿由于电池组电池的膨胀或收缩而造成的空间变化。端板的膨胀或收缩可以通过压缩空气来实现。电池组模块可具有气筒，在需要时，能通过该气筒给一个或者两个端板填充压缩空气。在此，气筒可以配备挤压装置，该挤压装置确定在用于膨胀或收缩的设备之内的气压。国际专利申请WO2013/188094A1公开了一种设备，该设备具有：一个或多个能充电的电池组电池；至少一个压力传感器，该压力传感器被配置为监控对电池组电池的压力；和压力控制系统，该压力控制系统被配置为动态地控制被施加到电池组电池上的压力。压力控制系统包括刚性的、部分敞开的壳体，该刚性的、部分敞开的壳体具有在其中的电池组电池以及调压器，以便调整被施加到电池组电池上的压力，以便控制被施加到电池组电池上的压力。还可以设置冷却剂系统，该冷却剂系统具有多个冷却剂流板，这些冷却剂流板插在电池组电池之间。因此，对现有技术中的电池组电池的夹紧基本上通过挤压装置来实现，所述挤压装置具有对电池组的固定的端板的螺丝拧紧而且在制造方面相对复杂并且花费高，因为尤其必须使螺丝、螺纹和导向元件精确地相互匹配。现有技术中的这些解决方案还具有如下缺点：应该用来将电池组电池夹紧的压力或力通过端板在相对小的区域内预先给定并且因此仅仅存在准静态的夹紧。
技术实现思路
本专利技术所基于的任务在于：提供一种使用寿命提高的有工作能力的电池组，该电池组能成本低地来制造。该任务通过包括权利要求1的特征的电池组来解决。按照本专利技术的电池组包括至少一个电池组电池。每个电池组电池都具有多个并行地堆叠的电极。就本专利技术而言，术语“堆叠”也一律应该被理解为“折叠”。在一个实施方式中，电池组电池是软包电池。按照本专利技术的电池组还包括挤压装置，通过该挤压装置能给电极施加压力。由此，如已经在开头描述的那样，降低了电池组的内阻以及电极装置的体积，并且因此提高了电池组的工作能力。按照本专利技术，该电池组还包括框架，该框架在所有侧面都封闭。在此，该框架被设计为使得该挤压装置和该至少一个电池组电池在框架之内沿框架的纵向布置，使得如果该挤压装置施加压力，则该挤压装置的挤压区沿着纵向压向电极，而且该挤压装置的与挤压区对置的支撑区由框架的第一框架壁沿着与该纵向相反的纵向来支撑。在按照本专利技术的具有这种框架的电池组中有利的是该框架的特别简单并且不复杂的制造。该框架还提高了在产生对电极的压力时电池组的稳定性。即在所提出的本专利技术中，同样使用压力，以便实现一个或多个电池组电池的夹紧，也就是说，以便对该至少一个电池组电池的电极施加压力p。在一个实施方式中，该框架是一体化的。在一个实施方式中，该挤压装置包括挤压盒，该挤压盒具有挤压壁和支撑壁。不仅挤压壁而且支撑壁都分别垂直于框架的纵向地来取向。挤压装置的挤压区包括挤压盒的挤压壁，而挤压盒的挤压壁能沿框架的纵向朝着电池组的电极的方向移动，其中在一个实施方式中，挤压壁也能朝着相反的方向移动。挤压装置的支撑区包括挤压盒的支撑壁，而挤压盒的支撑壁由框架的第一框架壁沿着相反的纵向来支撑。即支撑壁基本上可以贴靠在第一框架壁上。为了可以将挤压盒的原理更好地集成到制造过程中，在一个实施方式中，挤压盒是由两部分组成的。在一个实施方式中，挤压盒包括外壳体部分和内壳体部分。外壳体部分和内壳体部分沿框架的纵向或相反的纵向能移向彼此并且从彼此移开地来布置，尤其优选地能沿着纵向朝着电极的方向移动地以及沿着相反的纵向远离电极移动地来布置。在此，挤压盒优选地实施为使得这两个二分之一盒在压力升高、即膨胀时只沿一个方向、即纵向朝着电极的方向扩展。该设计方案是特别有利的，因为挤压盒沿纵向或相反的纵向的长度能借此可变地、尤其是更短地与电极装置的沿纵向的在电池组的使用寿命的过程中不断增加的宽度适配，然而另一方面挤压盒的可变的长度大得足以对电极装置施加足够的压力，使得内阻足够小；为此也参见更下面关于电极在电池组的使用寿命的过程中不断变化的宽度方面的其它并且详细的阐述。外壳体部分包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池组（1），其包括：至少一个电池组电池（5），其中每个电池组电池（5）都具有多个并行地堆叠的电极（54、55）；和挤压装置（4），通过所述挤压装置能给所述电极（54、55）施加压力（p）；其特征在于框架（3），所述框架在所有侧面都封闭，其中所述挤压装置（4）和所述至少一个电池组电池（5）在所述框架（3）之内沿所述框架（3）的纵向（36）布置，使得如果所述挤压装置（4）施加所述压力（p），则所述挤压装置（4）的挤压区（45）沿着纵向（36）压向所述电极（54、55），而且所述挤压装置（4）的与所述挤压区（45）对置的支撑区（41）由所述框架（3）的第一框架壁（31）沿着与纵向（36）相反的纵向（37）来支撑。

【技术特征摘要】
2018.03.20 DE 102018204220.91.一种电池组（1），其包括：至少一个电池组电池（5），其中每个电池组电池（5）都具有多个并行地堆叠的电极（54、55）；和挤压装置（4），通过所述挤压装置能给所述电极（54、55）施加压力（p）；其特征在于框架（3），所述框架在所有侧面都封闭，其中所述挤压装置（4）和所述至少一个电池组电池（5）在所述框架（3）之内沿所述框架（3）的纵向（36）布置，使得如果所述挤压装置（4）施加所述压力（p），则所述挤压装置（4）的挤压区（45）沿着纵向（36）压向所述电极（54、55），而且所述挤压装置（4）的与所述挤压区（45）对置的支撑区（41）由所述框架（3）的第一框架壁（31）沿着与纵向（36）相反的纵向（37）来支撑。2.根据权利要求1所述的电池组（1），其中所述挤压装置（4）包括挤压盒（44），所述挤压盒具有挤压壁（445）和支撑壁（443），所述挤压壁和所述支撑壁分别垂直于纵向（36）地取向，其中所述挤压装置（4）的挤压区（45）包括所述挤压盒（44）的挤压壁（445），而所述挤压盒（44）的挤压壁（445）能沿所述框架（3）的纵向（36）朝着所述电池组（1）的电极（54、55）的方向移动，其中所述挤压装置（4）的支撑区（41）包括所述挤压盒（44）的支撑壁（443），而所述挤压盒（44）的支撑壁（443）由所述框架（3）的第一框架壁（31）沿着相反的纵向（37）来支撑。3.根据权利要求2所述的电池组（1），其中所述挤压盒（44）包括外壳体部分（441）和内壳体部分（442），其中所述外壳体部分（441）和所述内壳体部分（442）沿所述框架（3）的纵向（36）或相反的纵向（37）能移向彼此并且从彼此移开地来布置，其中所述外壳体部分（441）包括所述支撑壁（443），而所述内壳体部分（442）包括所述挤压壁（445）。4.根据权利要求3所述的电池组（1），其中所述外壳体部分（441）形成箱形盖，所述箱形盖相对于所述支撑壁（443）敞开，而所述内壳体部分（442）形成箱形罐，所述箱形罐相对于所述挤压壁（445）敞开，使得所述内壳体部分（442）能形状配合地插进所述外壳体部分（441）中和移出。5.根据上述权利要求之一所述的电池组（1），其中所述挤压装置（4）包括弹性挤压介质（42），所述弹性挤压介质能沿所述框架（3）的纵向（36）朝着所述电极（54、55）的方向膨胀，使得通过膨胀能给所述电极（54、55）施加压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：A兰克，B鲁姆伯格，B沙尔，I斯特拉特曼，F韦舍，
申请(专利权)人：大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE