可加热的蓄电池的制作方法

本发明涉及一种可加热的蓄电池，该蓄电池例如能用作电动车辆的驱动电池。

背景技术：

蓄电池通常包括多个单独的电镀的单池、所谓的蓄电池单池。为了由蓄电池单池构建蓄电池，可以将各个蓄电池单池电学地串联。

现今这些代在车辆、例如电动车辆中的驱动电池呈现出其功率的与温度有关的波动。特别是，在温度相当低、例如温度低于0℃时，经常发现蓄电池的大程度的功率损耗，这些功率损耗取决于蓄电池单池的由温度引起地提高的内阻。这导致蓄电池的减小的功率，该功率因此也仅还以较低的程度供车辆使用，并且由于超电势而间接导致减少的可提取的能量。

为了确保由蓄电池单池产生的电压与在蓄电池单池的单池内部的温度波动几乎无关，可以使蓄电池单池升温。为此，当例如发现蓄电池单池的温度下降到确定的预先定义的阈值之下时，必须接通加热元件。

技术实现要素：

本发明的任务在于，给出一种可加热的蓄电池，利用这种可加热的蓄电池能够接通用于加热蓄电池的、具有低的电路技术耗费的加热元件，以便使蓄电池的单池内部升温。

可加热的蓄电池的一种实施方式在权利要求1中给出。

可加热的蓄电池包括蓄电池单池，所述蓄电池单池具有阳极和阴极、具有阳极接头和阴极接头并且具有加热元件，所述阳极接头与阳极连接，所述阴极接头与阴极连接，所述加热元件与所述阳极和阴极之一连接。此外，蓄电池单池具有可控制的开关，该开关设置在加热元件以及所述阳极接头和阴极接头之一之间。可控制的开关设置在蓄电池单池的内部中。

在给出的可加热的蓄电池中，将可控制的开关用于接通或者断开蓄电池的加热运行。可控制的开关可以构造为MOSFET开关(金属氧化物半导体场效应晶体管开关)或者构造为用于电流控制的继电器。可控制的开关可以这样设置在蓄电池的单池内部中，使得该开关被电解液包围。按照一种优选的实施方式，可控制的开关耐介质地构造、例如严密地封装。

因为可控制的开关设置在可加热的蓄电池的蓄电池单池的内部中，所以将在可控制的开关的电子电路运行时作为损耗累积的热量用于使单池升温。在可加热的蓄电池的一种实施方式中，可控制的开关设置在蓄电池单池的单池壳体的外表面上，与这种实施方式不同，在可加热的蓄电池的所给出的实施方式中(在该实施方式中可控制的开关直接集成在单池壳体的内部中)，在单池壳体上不需要附加的组件。可以取消壳体通孔部，这具有低的制造耗费的优点。由于与可控制的开关在外部设置在单池壳体上的实施方式相比更短的铺设路径，可以节省材料。

附图说明

下面借助于示出本发明的实施例的附图更详细地阐述本发明。在附图中：

图1示出可加热的蓄电池的一种实施方式，该蓄电池具有在蓄电池的单池壳体的外表面上的可控制的开关；

图2示出可加热的蓄电池的一种实施方式，该蓄电池具有设置在可加热的蓄电池的蓄电池单池内部中的可控制的开关。

具体实施方式

图1示出具有蓄电池单池100的可加热的蓄电池1的一种实施方式。蓄电池单池100包括阳极110和阴极120。在可加热的蓄电池的单池壳体的外表面上设置有阳极接头A100，该阳极接头与阳极110连接。此外，在单池壳体150的外表面上设置有阴极接头K100，该阴极接头与阴极120连接。此外，可加热的蓄电池的蓄电池单池100包括加热元件130。加热元件130可以设置在蓄电池单池100的内部。

按照一种实施方式，加热元件130可以构造为传导性的层，该层设置在阳极110或者阴极120上。加热元件130例如可以构造为金属的导体电路或者构造为表面电阻，该表面电阻施加在阳极110或者阴极120上。在图1中示出的实施方式中，加热元件130以可升温的层的构造设置在阴极120上。可升温的层例如可以是薄的材料幅，该材料幅曲折形地设置在阳极110或阴极120上。为了接通加热元件130，在单池壳体150的外表面上设置有触点接头160。加热元件130的一个端部E130a例如经由阴极120与阴极接头K100连接。加热元件130的另一个端部E130b与触点接头160连接。触点接头160如阳极接头和阴极接头那样设置在单池壳体150的外表面上。

在阳极接头A100和阴极接头K100之间可以连接负载。在可加热的蓄电池的按照规定的运行中，蓄电池单池100在阳极接头A100和阴极接头K100之间产生电压。由蓄电池单池提供的功率与在蓄电池单池的单池内部中存在的温度有关。特别是，在未超过确定的极限温度时考虑功率损耗。于是，在阳极接头和阴极接头之间产生的电压下降到阈值以下，从而不再确保由蓄电池供给的消耗器的运行。为了能实现蓄电池的无问题的运行，蓄电池单池100的内部能够借助于加热元件/可升温的层130加热。

为了在加热运行中运行可加热的蓄电池，在蓄电池单池的单池壳体150的外表面上设置有可控制的开关140。阳极接头A100和触点接头160经由可控制的开关140相互连接。为了使蓄电池的单池内部升温，必须产生穿过加热元件/可升温的层130的电流。为此，将可控制的开关140切换到导通的状态下。在可控制的开关140的导通的状态下，在阳极110/阳极接头A100和触点接头160以及加热元件130和阴极接头K100/阴极120之间的电流回路是闭合的，从而加热电流流经加热元件/可升温的层130。加热元件/可升温的层130由于所述电流而升温并且将在此产生的热量输出到蓄电池单池100的内部。

图2示出可加热的蓄电池1的另一种实施方式。该可加热的蓄电池与在图1中示出的实施方式类似地包括蓄电池单池100，该蓄电池单池具有设置在单池内部中的阳极110和阴极120。在蓄电池单池的单池壳体150的外表面上设置阳极接头A100，该阳极接头与阳极110连接。此外，在单池壳体150的外表面上设置有阴极接头K100，该阴极接头与在蓄电池单池内部中的阴极120连接。

为了使单池内部升温，设置有加热元件130。加热元件130如在图1的实施例中阐述的那样可以构造为传导性的层，该层设置在阳极110或者阴极120上。加热元件130例如可以构造为金属的导体电路或者构造为表面电阻，该表面电阻施加在阳极110或者阴极120上。

在图2中示出的实施方式中，加热元件130以可升温的层的构造设置在阴极120上。加热元件130例如可以是薄的金属箔，该金属箔在电流穿过金属箔时升温。加热元件/可升温的层130的端部E130a与设置有加热元件/可升温的层130的电极连接。在图2中示出的实施方式中，加热元件/可升温的层130的端部E130a与阴极连接并且经由输送导线121与阴极接头K100连接。在可加热的蓄电池的一种实施方式中，加热元件/可升温的层130设置在阳极110上，在该实施方式中，加热元件/可升温的层130的端部E130a与阳极110连接并且经由输送导线111与阳极接头A100连接。

与在图1的实施例中类似地，可加热的蓄电池1具有可控制的开关140。借助于可控制的开关140能够产生或者切断穿过加热元件/可升温的层130的电流。与在图1中示出的实施方式不同，可控制的开关140设置在蓄电池单池100的内部中。可控制的开关140特别是在单池内部中与加热元件/可升温的层130的一个端部E130b连接。此外，可控制的开关140连接到阳极接头A100上。在一种实施方式中，加热元件/可升温的层130设置在阳极110上，在该实施方式中，可控制的开关140连接在加热元件/可升温的层130的所述端部E130b和阴极接头K100之间。

在按照规定的运行中，蓄电池单池100在阳极接头A100和阴极接头K100之间产生电压，在该运行中，在阳极接头A100和阴极接头K100之间设置负载。如上面提到的那样，蓄电池的功率或者说由蓄电池单池提供的电压通常与在蓄电池单池的内部中的温度有关。特别是当低于在蓄电池单池的内部中的确定的极限温度时，蓄电池单池的有效功率下降，从而由蓄电池单池在阳极接头A100和阴极接头K100之间产生的电压可以下降到阈值以下。

为了确保蓄电池单池的按照规定的运行，在低于单池温度的阈值时使蓄电池单池的内部升温。为此，在加热运行中运行可加热的蓄电池。为了激活加热运行，将可控制的开关140切换到导通的状态下。由此，产生从阳极110/阳极接头A100至导通控制的可控制的开关140并且穿过加热元件/可升温的层130至阴极120的电流。由于该电流，使加热元件/可升温的层130升温。可以将在此产生的热量输出到蓄电池单元的内部，从而再次提高蓄电池的运行温度。

与在图1中示出的实施方式不同，在图2中示出的实施方式中，可控制的开关140设置在蓄电池单池100的内部中。在图2中示出的实施方式中加热元件/可升温的层130设置在阴极上，在该实施方式中，可控制的开关140设置在阳极接头A100和可升温的层130的端部E130b之间。在一种备选的实施方式中，加热元件/可升温的层130设置在阴极120上，在该实施方式中，可控制的开关140设置在阴极接头K100和加热元件/可升温的层130的端部E130b之间。

可控制的开关140可以构造为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)开关141或者构造为用于电流控制的继电器142。

按照一种有利的实施方式，可控制的开关140在蓄电池单池内部中具有耐介质的护套。由此确保可控制的开关140不由于蓄电池的电解液的酸成分而损坏。

为了激活加热运行，将可控制的开关140切换到导通的状态下。为此，要么在图2中未示出的通信导线可以从外部延伸到蓄电池单池100的内部中直至可控制的开关140。经由这种通信导线例如可以传输控制信号，该控制信号将可控制的开关切换到导通或者切断的状态中。在可控制的开关的切断的状态下加热运行停用。

按照另一种实施方式，可以利用可控制的开关进行通信、特别是借助于电流导线通信(电源线通信)进行对可控制的开关的导通或切断的控制。在该实施方案中，用于控制可控制的开关的控制信号例如存在于阳极接头A100或者阴极接头K100上。

可加热的蓄电池的在图2中示出的实施方式具有如下优点，即，与在图1中示出的实施方式相比，在单池壳体150上不设置附加的组件。特别是，在单池壳体150上可以省去触点接头160或者说甚至省去可控制的开关140的设置。与在图1中示出的实施方式相比，由于更短的铺设路径，可以节省材料。此外，可加热的蓄电池能以明显更低的制造耗费来制造，因为可以取消从加热元件/可升温的层130至触点接头160的导体电路的壳体通孔部。

另一个优点在于，将在可控制的开关140运行时累积的损耗热量直接输出到单池内部中，这有利于使蓄电池单池的单池内部快速升温。与此相比，在图1中示出的实施方式中，在设置在外部的可控制的开关中作为损耗累积的热量无法用于使蓄电池的单池升温。

附图标记列表

100 蓄电池单池

110 阳极

120 阴极

130 加热元件/可升温的层

140 可控制的开关

150 单池壳体

160 触点接头