[0001]
本发明涉及一种根据独立权利要求的类型的具有多个电池单体的电池模块。本发明的主题还在于这种电池模块的应用。
背景技术：
[0002]
由现有技术已知的是，电池模块能够由多个单个的电池单体组成，所述电池单体能够彼此串联和/或并联导电地连接，使得这些单个的电池单体一起连接成电池模块。
[0003]
此外，将这样的电池模块一起连接成电池或电池系统。
[0004]
由于化学的转换过程，尤其是在例如在行驶期间进行能量输出时或在例如在充电期间进行能量吸收时，电池单体加热。在此，电池模块的效率越高，其加热也就越大并且与此相关联地使得高效的和可控制的调温系统的必要性也就越大，由此电池模块的电池单体可以被冷却和也可以被加热，其中电池单体主要需要冷却。
[0005]
此外，要避免的是，电池单体的过度加热在故障情况下导致危险或者能够搭接其他的电池单体，这通常也称作传播保护（propagationsschutz）。
技术实现要素：
[0006]
具有独立权利要求的特征的、具有多个电池单体的电池模块提供以下优点，即能够为电池模块提供可靠的传播保护。
[0007]
为此提供了一种具有多个电池单体的电池模块。在此，电池单体优选构造为锂离子电池单体。
[0008]
多个电池单体分别包括一个电池单体壳体。
[0009]
在该电池单体壳体中容纳有相应的电池单体的电化学组件。
[0010]
此外，电池模块具有至少一个灭火元件。在此，该灭火元件构造用于在故障情况下冷却多个电池单体。
[0011]
此外，灭火元件包括灭火壳体，在该灭火壳体中容纳有灭火剂。
[0012]
在此，电池单体壳体和至少一个灭火壳体具有相同的尺寸。
[0013]
通过在从属权利要求中所列举的措施，可以实现在独立权利要求中所说明的装置的有利的改进方案和改良方案。
[0014]
在电池单体中经常出现的问题是，在电池单体内部进行的放热化学反应在超过一定温度时自身加速，从而由此释放的能量导致电池单体的温度越来越高。在可设想的最不利的情况下，这可能导致电池单体的燃烧或爆炸。这通常被称为电池单体的击穿。因此，传播保护一方面意味着，这样冷却具有过高温度的电池单体，使得该电池单体转变到热学上非临界的状态。尤其地，应该防止或快速地克服燃烧和爆炸。
[0015]
此外，在具有多个电池单体的电池模块中经常也出现这样的问题，即电池单体由于尽可能有效地利用所提供的结构空间或者所需的挤压而相对于彼此密封地布置。由此，由具有提高的温度的电池单体释放的能量能够可比较快地传递到与此相邻的电池单体上。
因此，传播保护另一方面也意味着，避免电池单体之间的这种热传递。
[0016]
在此要注意的是，冷却通常包括将具有提高的温度的电池单体转移到非临界的区域中。
[0017]
尤其地，多个电池单体以及所述灭火元件在电池模块的纵向方向上彼此相邻地布置。在此，多个电池单体能够借助单体连接器导电地串联和/或并联地相互连接。此外，多个电池单体可以借助于夹紧元件或压紧元件机械地相互夹紧或压紧。
[0018]
相同的尺寸意味着，电池单体壳体和灭火壳体具有相同的几何尺寸。尤其地，壳体由于其几何形状而不能区分。电池单体可能唯一地具有从电池单体壳体引出的端子并且所述至少一个灭火元件可能具有安全阀。然而，壳体具有相同的尺寸。
[0019]
在此还要注意的是，电池模块优选也可以具有多个灭火元件。
[0020]
适宜的是，至少一个灭火元件布置在两个电池单体之间。换句话说，这意味着，所述至少一个灭火元件在一侧上直接与一个电池单体相邻并且优选与其机械接触地布置，并且所述至少一个灭火元件在与该一侧对置的另一侧上直接与另一个电池单体相邻并且优选与其机械接触地布置。这具有的优点是，在故障情况下可以在灭火元件和单个的电池单体之间构造尽可能短的路径，从而可以实现快速和可靠的冷却。尤其地，多个电池单体和所述灭火元件在此在电池模块的纵向方向上彼此相邻地布置。
[0021]
同样适宜的是，至少一个灭火元件布置在端部。换句话说，这意味着，所述至少一个灭火元件仅仅在一侧上直接与电池单体相邻地布置。这具有的优点是，例如多个电池单体的电并联和/或串联连接可以在不考虑灭火元件的情况下进行。尤其地，多个电池单体和所述灭火元件在此在电池模块的纵向方向上彼此相邻地布置。
[0022]
根据本发明的一个优选的方面，电池单体壳体和至少一个灭火壳体构造成棱柱形的。棱柱形的壳体具有总共六个侧面，其中每两个侧面彼此相对置地布置并且优选彼此平行地布置，并且此外彼此相邻布置的侧面彼此垂直地布置。这提供了如下优点，即可以实现电池模块的相对简单的构造。在此尤其可能的是，借助于夹紧元件或压紧元件构造电池模块的简单的夹紧或压紧。
[0023]
在此要注意的是，灭火壳体和电池单体壳体因此具有相同的长度、宽度和高度。
[0024]
根据本发明的另一优选的方面，电池单体壳体和至少一个灭火壳体圆柱形地构造。圆柱形的壳体具有两个彼此对置且平行布置的端面，所述端面构造为圆形并且此外借助构造为空心圆柱的外周面彼此连接。在壳体的这种圆柱形的构造中有利地可行的是，冷却剂并且优选不导电的冷却剂可以在单个圆柱形的壳体之间流动，以便因此冷却电池单体。
[0025]
在此要注意的是，灭火壳体和电池单体壳体因此具有相应的端面的相同直径和相应的外周面的相同高度。
[0026]
特别优选的是，灭火剂包含二氧化碳。二氧化碳首先提供的优点是，其比较廉价和易于存储。此外，二氧化碳是不导电的，从而不存在可能短路的危险。总体而言，二氧化碳也无残留地挥发。
[0027]
此外，二氧化碳可以可靠地冷却连续的电池单体。
[0028]
有利地，灭火元件包括一个触发元件。在此，触发元件被构造用于在可能的故障情况下如此打开安全阀，使得灭火剂可从灭火壳体中逸出。逸出的灭火剂能够冷却多个电池
单体，尤其是具有提高的温度的电池单体。
[0029]
安全阀在此构造用于在关闭位置中如此封闭灭火元件的灭火壳体，使得没有灭火剂从灭火壳体的内部逸出。此外，安全阀被构造用于在打开位置中如此打开灭火元件的灭火壳体，使得灭火剂能够从灭火壳体的内部逸出。
[0030]
在电池模块运行期间，在不出现故障情况、例如电池单体的安全临界温度的情况下，安全阀布置在关闭位置中。
[0031]
触发元件用于引发安全阀的布置从关闭位置到打开位置的切换。尤其地，触发元件也可以执行这种切换。在此要注意的是，触发元件也可以是安全阀的组成部分。触发元件和安全阀也可以构造为一个构件。
[0032]
优选地，触发元件在超过限定的温度时打开安全阀。
[0033]
例如，根据第一构思，触发元件在此可以构造为熔融保险机构，使得触发元件在超过限定的温度时熔化并且由此例如释放构造为开口的安全阀。换句话说，这意味着，在这种情况下触发元件是安全阀的组成部分。
[0034]
例如，根据第二构思，触发元件在此也可以构造为压力保险机构，从而在灭火壳体内部的压力升高会打开安全阀。
[0035]
此外优选地，所述电池模块包括如下控制装置，所述控制装置构造用于在超过限定的温度时打开所述安全阀。为此，控制装置例如可以包括温度传感器，该温度传感器显示超出该限定的温度并且由此显示安全阀的布置从关闭位置到打开位置的切换。此外，控制装置可以如此操控安全阀，从而该安全阀可以打开。
[0036]
此外，本发明也涉及一种根据本发明的电池模块的应用，使得在故障情况下灭火剂能够从灭火壳体中逸出以冷却多个电池单体。故障情况在此例如可以是指电池单体超过限定的温度。在此，所述限定的温度例如可以为60℃。此外，该温度优选也可以为50℃。