本发明专利技术涉及电池模块的上紧装置，电池模块以及上紧电芯组的方法。上紧装置(12)用于容纳并紧包住电池模块(10)的电芯组(14)，电芯组具有多个沿堆垛方向(R)并排布置的电芯(16)。在此，上紧装置(12)具有用于沿着环绕方向(U)围绕电芯组(14)布置的上紧带(18)，其中，上紧带(18)构造成，在围绕电芯组(14)布置的状态中，上紧带具有在垂直于堆垛方向(R)的第一方向(z)上的高度(h)和在垂直于第一方向(z)的环绕方向(U)上的长度，并且其中，上紧带(18)由纤维加强的塑料(20)构成，纤维加强的塑料具有沿着上紧带(18)的长度方向(L)伸延的纤维(22)。上紧带(18)的长度方向(L)伸延的纤维(22)。上紧带(18)的长度方向(L)伸延的纤维(22)。
【技术实现步骤摘要】
电池模块的上紧装置，电池模块以及上紧电芯组的方法
[0001]本专利技术涉及一种用于电池模块的上紧装置，该上紧装置用于容纳并紧包住电芯组，电芯组具有电池模块的多个沿堆垛方向并排布置的电芯。此外，本专利技术也涉及一种具有这种上紧装置的电池模块以及一种用于上紧电池模块电芯组的方法。
技术介绍
[0002]已知地，电池模块可以具有多个沿堆垛方向并排布置的电芯。此外，如此提供的电池模块电芯组可以布置在模块壳体中。这种模块壳体也可以仅仅构造成紧包住电芯组的框架。这种框架又可以具有两个沿堆垛方向在两侧限制电芯组的端板、以及将端板相连接的侧板。通过这种框架，保证在时间进程中电池模块不沿堆垛方向膨胀并且因此要求并提供比初始估计的更多的结构空间。而在这种框架内通常允许电芯组沿堆垛方向的一定的膨胀，这例如可以通过在电芯之间部分弹性的元件实现。
[0003]就此而言，DE 10 2019 125 382 A1阐述了一种电池，该电池具有借助于相应的上紧装置机械地上紧成电芯组的电芯。由上紧力和膨胀压力得到的总压力作用到电芯上，膨胀压力通过运行引起的电芯的体积增大产生并且加剧。电池具有压力限制装置以用于将总压力限制在最大允许的极限压力上，其中，压力发生装置具有至少一个压力限制元件，压力限制元件布置在电芯中的至少两个、或者几个、或者每个与上紧装置的如下的上紧板之间，即，该上紧板布置成与电芯组的相应的末端的电芯相邻并且与其相配属。除了布置在末端的上紧板之外，电池，尤其是上紧装置包括侧向的拉力元件。
[0004]为了能够承受在电池模块的使用寿命的进程中增大的典型的高拉力，用于上紧电芯组的上紧装置通常由金属材料制成。相应地，也需要附加的用于绝缘的元件，这提高了电池模块的复杂度。此外，在电芯的热失控的情况中(也就是说电芯的热扩散)，金属材料的高热传导性起到不利作用，因为由此来自热扩散的电芯的热可以非常快速地传递到其它电芯上，这可能引起其它电芯的热扩散。
技术实现思路
[0005]因此本专利技术的目的是，提供一种上紧装置、一种电池模块以及一种方法，其实现以尽可能简单且不复杂的方式上紧电芯组，并且在此尽可能提高安全性。
[0006]该目的通过具有根据相应的独立权利要求所述的特征的上紧装置、电池模块以及方法实现。从属权利要求、说明书以及附图的主题是本专利技术的有利的设计方案。
[0007]根据本专利技术的用于电池模块的上紧装置具有用于沿着环绕方向围绕电芯组环形布置的上紧带，上紧装置用于容纳并紧包住电池模块的电芯组，电芯组具有多个沿堆垛方向并排布置的电芯，其中，上紧带构造成，在围绕电芯组布置的状态中，上紧带具有在垂直于堆垛方向的第一方向上的高度和在垂直于第一方向的环绕方向上的长度。此外，上紧带由纤维加强的塑料构成，纤维加强的塑料具有沿着上紧带的长度方向伸延的纤维。
[0008]在此，本专利技术基于的认识是，由纤维加强的塑料制成的上紧带在纵向上可以提供
充分的抗拉强度，条件是该纤维加强的塑料的纤维沿着上紧带的纵向伸延。由此，纤维的伸延方向平行于拉力负载定向，当借助于上紧装置按规定地/常规地上紧电芯组时，出现该拉力负载。由此，例如也可行的是，上紧带构造成，上紧带在纵向上也就是说在其长度方向上可以设计成硬的，优选地极硬的并且因此不是弹性的。这是尤其有利的，因为由此可以保证，借助于这种上紧装置提供的电池模块在时间进程中不会由于电芯组沿堆垛方向的膨胀而在该堆垛方向上膨胀并变长。即由此可以保证，这种电池模块在时间进程中不会需要比初始时为电池模块设置的更多结构空间。这种由具有沿着上紧带的纵向伸延的纤维的如此构造的纤维加强的塑料制成的上紧带也可以承受在时间进程中增大的拉应力。通过现在将这种纤维加强的塑料用作上紧装置的上紧带的方案，还得到很多其它优点。一方面，由此上紧带自身构造成电绝缘的，从而可以部分地取消通常所需的附加的绝缘元件，这又降低了这种电池模块的结构复杂度。此外，典型的塑料通常具有比金属材料显著更低的热传导性。在电芯热扩散的情况下，这又起到非常有利的作用，因为由该电芯输出的热通过由纤维加强的塑料构成的上紧带显著更慢地传递到其它电芯上。有利地，通过如此构造的上紧带可以显著降低电芯组的电芯的热耦合。这又提高了在电池模块方面的安全性，主要在可能的电芯的热扩散方面。此外，与金属材料相比，通过由纤维加强的塑料制成的上紧带又可以实现显著的重量优势。恰好在提供高压电池方面，这是巨大的优势，因为这种高压电池通常可以具有这种电池模块中的多个，这些电池模块可以通过借助于这种上紧装置上紧的电芯组提供。附加地，这种上紧带也可以非常成本适宜地制造。
[0009]原则上，为了构造纤维，可以考虑不同的材料，例如玻璃、碳等。但尤其优选地，纤维构造成玻璃纤维，因为刚好玻璃纤维具有非常好的抗拉强度，并且此外可非常成本适宜地提供玻璃纤维加强的塑料。为了提供这种纤维加强的塑料，此时将纤维嵌入塑料材料中。该塑料材料例如可以是热固性塑料或热塑性塑料或者不同塑料的混合物。此外，上紧带可以构造成，虽然上紧带具有一定的结构刚性，但还是柔性的。这实现了，上紧带在上紧时与被容纳的电芯组的几何外形相匹配。可以通过相应薄地构造上紧带提供上紧带的弹性。上紧带的厚度例如可以在最大几毫米的范围内，并且优选地为最大1毫米。例如，上紧带可以具有最小0.45毫米并且最大1毫米的厚度。被嵌入塑料材料中的纤维层，尤其是玻璃纤维层例如可以具有0.15毫米的厚度。于是，上紧带的总厚度例如也与在为了构造上紧带所用的纤维加强的塑料中所使用的纤维层的数量相关。优选地，上紧带具有至少3个纤维层，尤其是玻璃纤维层。
[0010]尤其是，为了提供上紧带，也可以将多个纤维层彼此相叠，并且嵌入相应的塑料材料中。在此，纤维层是由纤维加强的塑料的纤维组成的层。在此，垂直于上紧带的高度并且垂直于上紧带的长度定义厚度。此外，上紧带的长度大于其高度，尤其是大多倍。如果上紧带按规定地围绕电芯组布置，则环绕方向典型地平行于堆垛方向指向并且部分地也垂直于堆垛方向。换句话说，上紧带部分地沿着电芯组的长度的方向并且部分地沿着电芯组的宽度的方向伸延，其中，沿堆垛方向定义电芯组的长度，垂直于堆垛方向并且垂直于电芯组和上紧带的指向第一方向的高度定义电芯组的宽度。电芯组可以具有基本上正方形的几何形状。即，上紧装置设计成用于容纳并且紧包住这种正方形的电芯组。
[0011]在本专利技术的另一有利的设计方案中，由纤维加强的塑料所包含的纤维中的大部分或者所有都沿着上紧带的长度方向伸延。由此，可在纵向上提供尤其高程度的抗拉强度。尽
管如此也可设想，上紧带包括一些相对于纵向成角度地伸延的、即也就是说构造成不平行于纵向的纤维。这用于在上紧带的高度方向上更好的上紧带稳定性，并且防止例如上紧带纵向开裂，并且降低横向于纵向的上紧带的脆性。作为纤维加强的塑料，例如也可以使用单向的纤维加强的塑料。这是这样的纤维加强的塑料，即，其纤维仅仅彼此平行并且沿着给定的方向，在此上紧带的纵向伸延。但尽管如此，如所述那样，在该纤维加强的塑料的塑料材料中可以嵌入其它不平行于纵向定向的纤维。但该本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于电池模块(10)的上紧装置(12)，所述上紧装置用于容纳并紧包住电池模块(10)的电芯组(14)，该电芯组具有多个沿堆垛方向(R)并排布置的电芯(16)，其特征在于，
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上紧装置(12)具有用于沿着环绕方向(U)围绕电芯组(14)环形布置的上紧带(18)，
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其中，上紧带(18)构造成，在围绕电芯组(14)布置的状态中，上紧带具有在垂直于堆垛方向(R)的第一方向(z)上的高度(h)和在垂直于第一方向(z)的环绕方向(U)上的长度；并且
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其中，上紧带(18)由纤维加强的塑料(20)构成，所述纤维加强的塑料具有沿着上紧带(18)的长度方向(L)伸延的纤维(22)。2.根据权利要求1所述的上紧装置(12)，其特征在于，由纤维加强的塑料(20)所包含的纤维(22)中的大部分或者所有都沿着上紧带(18)的长度方向(L)伸延。3.根据上述权利要求中任一项所述的上紧装置(12)，其特征在于，上紧带(18)构造成连续带，由纤维加强的塑料(20)所包含的、沿着上紧带(18)的长度方向(L)伸延的纤维(22)构造成连续纤维。4.根据上述权利要求中任一项所述的上紧装置(12)，其特征在于，上紧装置(12)具有至少一个用于布置在电芯组(14)沿堆垛方向(R)的第一端部(14a)处的第一端板(26a)，其中，在上紧装置(12)按规定地围绕电芯组(14)布置的状态中，上紧带(18)沿环绕方向(U)包围第一端板(26a)，其中，所述端板(26a)具有在第一方向(z)上的高度和在垂直于第一方向(z)的第二方向(x)上的宽度(B)、以及用于贴靠在电芯组(14)的第一端部(14a)处的第一侧(32a)和与第一侧(32a)相对置的第二侧(32b)，所述第二侧具有用于贴靠在上紧带(18)的第一区段处的第一贴靠区域(34)，其中，第二侧(32b)至少在贴靠区域(34)中具有两个相对置的、在限制端板(26a)宽度(B)的、倒圆的棱边(36)，尤其是使得第二侧(32b)的表面在第一贴靠区域(34)中无弯折地沿着第二方向(x)伸延。5.根据上述权利要求中任一项所述的上紧装置(12)，其特征在于，第一端板(26a)的第二侧(32b)至少在第一贴靠区域(34)中具有沿第二方向(x)布置在两个倒圆的棱边(36)之间的凹部(30a)。6.根据上述权利要求中任一项所述的上紧装置(12)，其特征在于，上紧装置(12)具有第一压板(28a)，第一压板具有第一压板侧(40)，第一压板侧具有第二贴靠区域(42)，第二贴...
【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：
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