用于建立将脱气装置连接到至少一个电池单池上的连接结构的方法以及电池系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于建立将脱气装置连接到至少一个电池单池上的连接结构的方法，其中所述至少一个电池单池被单池壳体所包围并且具有用于保护所述电池单池以防止有害的过压的安全阀。特别地，本发明涉及一种用于建立将脱气装置连接到多个电池单池上的连接结构的方法。
[0002]此外，本发明涉及一种具有至少一个电池单池以及被连接到所述至少一个电池单池上的脱气装置的电池系统，其中所述至少一个电池单池被单池壳体所包围并且具有安全阀。
【背景技术】
[0003]电池单池、例如尤其是能够再充电的锂离子电池作为蓄能器具有很大意义，例如以便提供用于混合动力车、插电式混合动力车或者电动车的运行的电能。所述电池单池在此通常被电连接成电池模块并且是电池系统的组成部分。
[0004]特别地，由于干扰、例如电池单池的过充电、电池单池的深度放电、电池单池的短路或者较高的环境温度而可能出现相关的电池单池的如此剧烈的发热现象，使得该电池单池的电解质转变为气体状态，由此在较短的时间之内所述电池单池内部的压力剧烈地升高。为了防止有关的电池单池的爆裂，已知的是，给电池单池配备安全阀，该安全阀在出现预先确定的单池内压时打开并且能够使被汽化的电解质以及可能另外的形成的分解产物逸出。这样的安全阀尤其可以构造为被装入到阀开口中的保险片，该保险片在出现所定义的破裂压力时爆裂并且由此打开所述阀开口。具有这样的安全阀的锂离子电池例如从公开文献DE 103 28 862 B4中得到了公开。
[0005]如果电池单池的安全阀由于这样的压力上升而打开，那么被汽化的电解质就可能与另外的分解产物一起作为气溶胶以较高的速度压力冲击式地从相关的电池单池中逸出。逸出的气溶胶在此尤其可能包括一些组成部分、例如一氧化碳(⑶)、氢气(H2)、氟化氢(HF)和/或其它的组成部分，所述组成部分以高达10巴的压力和有时候高于500°C的温度从所述安全阀中逸出。在此，可能释放例如200升的气溶胶量。为了使从电池单池释放的气溶胶没有不受控制地扩散，并且在将电池单池用在车辆中时由电池单池释放的气溶胶尤其不会到达乘客车厢中，已知的是，借助于脱气系统在受控制的情况下导出所释放的气溶胶。在公开文献DE 10 2011 002 631 A1中为此公开了一种具有作为脱气系统的气体接纳室的盖子。
[0006]在此，成问题的是，将这样的脱气装置连接到电池系统的电池单池上的连接结构。一方面，所述电池单池的单池壳体随着时间的推移由于在所述电池单池中进行的化学过程而变形，由此所述连接结构经受机械的负荷并且所述连接结构的密封性难以得到保证。此夕卜，将所述脱气装置连接到所述电池单池上的连接结构由于在脱气时由电池单池释放的气体或者气溶胶的高温以及在脱气时出现的压力冲击而被强烈地加载。因此，直到现在为了将脱气装置持久地密封地连接到至少一个电池单池上，必须施加较高的接触力并且设置昂贵的密封件。
【发明内容】
[0007]在该背景之前，本发明的任务是，尤其如下地改进将脱气装置连接到至少一个电池单池上的连接结构，使得所述连接结构得到简化并且尽管如此也有利地提供极其密封的连接结构。
[0008]为了解决所述任务，建议一种用于建立将脱气装置连接到至少一个电池单池上的连接结构的方法，其中所述至少一个电池单池被单池壳体所包围并且具有用于保护所述电池单池以防止有害的过压的安全阀。在此，在一个方法步骤中如此构造所述至少一个电池单池的单池壳体，使得所述单池壳体具有将所述安全阀包围的、套筒状的管接头，该管接头具有自由的端部。在另一个方法步骤中，如此构造所述脱气装置，使得所述脱气装置相应地与所述至少一个电池单池的管接头相一致地具有开口，其中所述开口被一边缘所围住。在另一个方法步骤中，如此布置所述脱气装置，使得所述至少一个电池单池的管接头相应地穿过所述脱气装置的、相一致地构造的开口。在另一个方法步骤中，如此使所述至少一个电池单池的管接头的自由的端部和/或将开口围住的边缘变形，使得变形的自由的端部和将所述开口围住的边缘彼此从后部嵌合(hintergreifen)。优选地，使所述管接头的自由的端部和/或将所述开口围住的边缘如此变形，使得所述自由的端部平行于所述开口的边缘进行定向，其中所述管接头穿过所述开口。特别地，根据一种有利的设计方案规定，使所述管接头的自由的边缘向外变形。
[0009]通过所述管接头的自由的端部的变形，来有利地防止所述脱气装置从所述至少一个电池单池的管接头上松开。尤其规定，将脱气装置连接到多个电池单池上，其中每个电池单池都具有一围绕所述电池单池的相应的安全阀布置的管接头。所述脱气装置有利地如此构成，使得其具有和管接头一样多的开口。特别地，所述脱气装置如此构成，从而在通常布置电池单池时、尤其是将多个电池单池连接成一个电池模块时所述脱气装置可以如此布置在所述电池单池上，使得电池单池的管接头相应地穿过脱气装置的、相一致地构造的开口。所述脱气装置有利地如此构成，使得其具有一基本上封闭的、用于接纳由一个或者多个电池单池释放的气体或者气溶胶的空间。尤其规定，所述脱气装置多件式地构造，其中所述脱气装置优选包括半壳状地构成的第一部分和半壳状地构成的第二部分，所述两个部分能够布置在彼此上面。作为电池单池，特别设置了能够再充电的锂离子电池、优选是构造为棱柱形的锂离子电池。
[0010]按照根据本发明的方法，尤其可以如此将脱气装置连接到至少一个电池单池上，使得所述脱气装置能够沿着所述至少一个电池单池的管接头的定向来运动。这种可运动性在此一方面通过所述至少一个电池单池的单池壳体来限制，并且另一方面通过所述至少一个电池单池的、管接头的变形的自由的端部来限制。因为特别规定，所述脱气装置布置在所述至少一个电池单池上，所以在所述至少一个电池单池正常运行时、也就是说在没有进行所述至少一个电池单池的脱气时，所述脱气装置安放在所述至少一个电池单池的单池壳体上或者单独设置的垫层上。在所述至少一个电池单池的管接头与所述脱气装置的开口之间的、完全密封的连接在此在正常运行时并非务必需要，其中所述管接头穿过所述脱气装置的开口。
[0011]更确切地说，本发明以以下认识为基础:将脱气装置连接到至少一个电池单池上的连接结构一般来说只有在一个或者多个电池单池的脱气的情况下才必须是密封的。也就是说，将所述脱气装置连接到至少一个电池单池上的连接结构在脱气事件之前并且/或者在脱气事件结束之后不必须或者不再必须构造为气密的结构。决定性的是，将脱气装置连接到至少一个电池单池上的连接结构在至少一个电池单池脱气时并且尤其是在所述至少一个电池单池脱气的过程中是密封的。
[0012]因此，本发明的构思在于，以较高的速度从电池单池的打开的安全阀中压力冲击式地逸出的气体或者气溶胶的、与脱气事件相关联的较高的压力用于建立将所述脱气装置连接到至少一个电池单池上的连接结构的密封性。因此有利地规定，在一个或者多个电池单池脱气的情况中，所述脱气装置通过以较高的速度压力冲击式地逸出的气体或者气溶胶而沿着所述电池单池的管接头运动，在将所述脱气装置优选布置在所述至少一个电池单池的上端部时所述脱气装置向上运动。然后有利地通过所述管接头的变形的自由的端部和/或所述将脱气装置的开口围住的变形的边缘来阻止所述脱气装置的运动。通过所述管接头的变形的自由的端部与所述脱气装置之间的、在此所建立的连接(Schluss)或者说所述管接头的变形的自由的端部与所述将脱气装置的开口围住的边缘之间的连接来有利地将所述脱气装置气密地连接到所述电池单池上。
[0013]因为通常随着一个或者多个电池单池的开始脱气发生以超声速而出现的压力