本发明以根据独立权利要求的类型的用于制造电池组模块的三维鼓胀补偿元件的方法为出发点。
此外,本发明也涉及具有这样的三维鼓胀补偿元件(schwellkompensationselement)的电池组模块。
背景技术:
通常,电池组模块具有多个彼此串联和/并联电连接的电池组电池,其中多个电池组模块可以联接成一个电池组。
在电池组模块的寿命上,这样的电池组模块的电池组电池在此尤其在充电和放电期间改变其体积。
这种体积变化一般地(allgemeinhin)也作为各个电池组电池的呼吸而已知。
由于在寿命上电池组电池膨胀和与之关联的体积增加,在电池组模块之内形成力。在此,由现有技术已知的是,电池组模块的多个电池组电池机械张紧,以便能够吸收(aufnehmen)这种由电池组电池的呼吸而引起的力。
技术实现要素:
具有独立权利要求的特征的用于制造具有多个电池组电池的电池组模块的三维鼓胀补偿元件的方法提供如下优点:可以构造鼓胀补偿元件,所述鼓胀补偿元件能够可靠地吸收由于各个电池组电池的体积变化而形成的力并且也能够补偿体积变化。
因此可能的是,由于各个电池组电池的体积变化而形成的力并不能完全通过电池组模块壳体补偿,而是至少部分地也能够由鼓胀补偿元件来补偿。
在此,三维鼓胀补偿元件具有特别优点:所述三维鼓胀补偿元件一方面能够补偿各个电池组电池的体积变化,并且另一方面也能够吸收在此出现的力,其中可以使三维鼓胀补偿元件单独地与至少一个电池组电池适配(anpassen)。
为此,提供用于制造具有多个电池组电池的电池组模块的三维鼓胀补偿元件的方法。
三维鼓胀补偿元件在此逐层地由多个三维层构造,其中为此应用增材制造方法(additivesfertigungsverfahren)。
具体实施方式
在此,使三维鼓胀补偿元件与多个电池组电池的至少一个电池组电池的因老化引起的变形适配。
适配在此以如下方式进行:三维鼓胀补偿元件具有第一区域,所述第一区域具有弹性模量的第一值,以及具有第二区域,所述第二区域具有不同于第一值的、弹性模量的第二值。
通过在从属权利要求中举出的措施,在独立权利要求中所说明的设备的有利改进和改善是可能的。
在这一点上为此应说明的是,三维鼓胀补偿元件在此由多个平坦的或平面的层逐步地(schrittweise)构建为三维结构。
逐层地(schichtweise)在这一点上应理解为,分别将另一二维层添加给迄今构建的三维鼓胀补偿元件,其中所述另一二维层被施加到三维鼓胀补偿元件的最后所施加的二维层上。
增材制造方法在此应理解为,另一二维层的材料已经在熔融的状态下能够被施加到最后施加的二维层上或者二维层的材料只有在施加之后才被熔融。
接着,将另一二维层与最后所施加的二维层以材料决定的方式(stoffschlüssig)连接。
在这一点上,还应注意的是,对于不同的增材制造方法所使用的颗粒当然必须具有与可供使用的结构空间的维度相比更小的颗粒大小。
三维鼓胀补偿元件的第一区域和第二区域在此尤其是如下结构:所述结构能够吸收由于至少一个电池组电池的体积变化而形成的力。
鼓胀补偿元件的第一区域在此例如可以被分配给电池组电池的第一部段,并且鼓胀补偿元件的第二区域在此例如可以被分配给电池组电池的第二部段,其中第一区域能够直接与第一部段相邻地布置并且第二区域能够直接与第二部段相邻地布置。
电池组电池的第一部段在此优选地具有与电池组电池的第二部段相比更大的因老化引起的体积变形。此外,弹性模量的第一值大于弹性模量的第二值,使得可以补偿体积变形。
在此适宜的是,作为增材制造方法选择激光烧结方法和/或激光熔融方法。
在此,作为激活能量分别使用激光束。
此外,也适宜的是,作为增材制造方法选择3d打印方法。
在此,粘合剂(binder)用于将多个二维层以材料决定的方式彼此连接。
尤其是也适宜的是,作为增材制造方法选择熔融分层方法。
在此,作为激活能量使用热。
有利的是,三维鼓胀补偿元件由聚合材料构造。
在此,增材制造方法尤其适用于由聚合材料制造三维鼓胀补偿元件。在此,可以使用所有适用于在电池组模块中使用的塑料。
根据本发明的一个有利的方面,在产生三维鼓胀补偿元件之前,确定至少一个电池组电池的因老化引起的变形。
因此,为了有针对性地将三维鼓胀补偿元件与至少一个电池组电池适配,可以测定至少一个电池组电池在充电和放电期间的特性,其中至少一个电池组电池在充电期间膨胀而在放电期间消退。由此,可能的是,将三维鼓胀补偿元件与在循环(zyklisierung)期间的体积变化适配。
尤其是,在此记录测量值,所述测量值用于设计三维鼓胀补偿元件。
例如在此,棱柱形电池组电池的宽度的相应的值可以在其高度上(überderenhöhe)被测量。
尤其是,棱柱形电池组电池显示出鼓胀的提高的趋势。
根据本发明的一个适宜的方面,多个二维层分别具有至少一个开口。
在此,多个二维层逐层地相对彼此以如下方式布置:二维层的开口在三维鼓胀补偿元件之内构造至少一个空腔。
尤其是,三维鼓胀补偿元件在此构造蜂窝状结构或框架结构。
蜂窝状结构在此通过带有具有倒圆形状的开口的二维层构造。
框架结构在此通过带有具有多角形状、尤其具有方形或矩形形状的开口的二维层构造。
在此可能的是,使蜂窝状结构或框架结构的大小和形状与至少一个电池组电池的相应的电池机械结构(zellmechanik)适配。
尤其是,经由蜂窝状结构或框架结构的构造和大小可以相应地适配弹性模量的值。
此外,本发明也涉及一种电池组模块,其具有多个电池组电池。
在此,在两个电池组电池之间或在一个电池组电池与端板(endplatte)之间布置三维鼓胀补偿元件,所述三维鼓胀补偿元件利用刚刚所描述的根据本发明的方法制造。
优选地,三维鼓胀补偿元件在此具有比较小的伸展,以便能够实现在电池组模块内的高效的体积利用,由此同时可以将能量密度尽可能保持得高。尤其是,三维鼓胀补偿元件例如可以具有在微米范围中的体积伸展。
尤其是,多个电池组电池在此分别构造为固体电解质电池组电池。这样的电池组电池常常具有直至原始体积的20%的体积增加,由此可以通过鼓胀形成巨大的力。