用于至少一个电池单池的单池架以及单池模块的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于至少一个电池单池的单池架以及一种单池模块。

背景技术：

1、de 10 2014 019 092 a1公开一种单池架，用于容纳单个单池，其具有设于平坦侧的单池导体。在单池架的外侧面中设置用于接触弯曲的单池导体的接触件。单个单池是呈所谓的软包电池(咖啡袋)或软壳电池构型的扁平单池。在此情况下，电化学活性的单池内部被电绝缘的、作为单池壳体的复合膜包围。为了机械固定因复合膜而具有比较不稳固的单池壳体的单个单池，设置有单池架。该单池架布置在两个单个单池之间并且在边缘侧包围它们，其中，单个单池和单池架形成一个单池块，其是电池的组成部分。

技术实现思路

1、本发明的任务是提供一种用于至少一个电池单池/电芯的单池架/电芯架以及一种单池模块/电芯模块，其允许很有利地保护所容纳的电池单池。

2、根据本发明，该任务通过一种具有权利要求1的特征的用于至少一个电池单池的单池架以及一种具有权利要求7的特征的单池模块完成。在从各自的属权利要求以及以下说明中指明具有适当的发明改进方案的有利设计。

3、本发明涉及一种用于至少一个电池单池的单池架，其提供容座，在容座中可容纳该至少一个电池单池。该容座设计成至少朝一个方向敞开，由此允许容置于容座中的电池单池的体积变化。此外，单池架可以与其它单池架在模块框架内堆叠，由此可以提供包含多个电池单池的电池。电池尤其是能驱动电运行的机动车的车辆电池。电池单池尤其是所谓的软壳单池。在此情况下，名称“软壳单池”仅描述单池的技术结构。在软壳单池情况下，堆叠的或折叠的活性层被柔性/弹性的外膜包围。多个单独的软壳单池可以堆叠以便按串联电路或并联电路相连。单池导体作为连接电极从各自软壳单池的外膜突出。为了保持电池单池且尤其是其外膜的很小损伤危险而规定，单池应该承受很小的机械应力。为了一方面实现很有利的各自电池单池保护且另一方面允许电池单池在其使用寿命周期或其充电周期内的体积变化，本发明规定，单池架具有导向机构，借此可以在模块框架内相对于模块框架引导单池架。由于单池架能够通过导向机构相对于模块框架被引导，借助单池架所容纳的至少一个电池单池的体积变化能够通过单池架相对于模块框架的相对运动而被补偿，由此可以保持电池单池在体积变化时很小的机械应力负荷。尤其在堆叠布置多个分别容纳有至少一个电池单池的单池架时，单池架可以通过其导向机构彼此无关地相对于模块框架运动，由此该单池架可彼此相对运动。在此情况下，容置于第一单池架的第一容座中的电池单池贴靠在堆叠于第一单池架上的第二单池架的一壁上。第二单池架的该壁遮盖第一单池架的容座的敞开侧。因此，安置在容座中的电池单池沿单池架的堆叠方向沿第一方向被第一单池架覆盖并在第二方向上被第二单池架覆盖。如果电池单池的容置于单池架的至少一个中的至少一个电池单池膨胀，则可以因电池单池膨胀而将容纳电池单池的单池架和另一贴靠电池单池的单池架彼此受压分开。由于单池架彼此受压分开，进行单池架的各自导向机构所允许的单池架的彼此相对运动，通过导向机构，该单池架分别相对于模块框架可运动。因体积增大而在电池单池内形成的压力可以通过单池架的彼此相对运动而被禁止或至少削弱。容置于单池架中的至少一个电池单池的压力负荷因此可以保持很小。由此可以使至少一个容置于单池架中的电池单池保持很低的损伤危险。

4、在本发明的一个改进方案中设置弯曲边缘，在弯曲边缘中可弯曲所容置的电池单池的单池导体。弯曲的单池导体可连接至另一电池单池的单池导体，其中，该电池单池可以串联或并联。通过弯曲该单池导体可获得包括多个单池架和多个电池单池的电池的很紧凑的构型。

5、与此相关地表明很有利的是，在弯曲边缘处设置金属嵌件，单池导体可贴靠金属嵌件且借此以材料锁合的方式可将单池导体连接至单池架。这意味着，金属嵌件布置在弯曲边缘处，至少一个单池导体在绕弯曲边缘弯曲时可贴靠该金属嵌件。为了保证至少一个电池单池很可靠地保持在单池架上，单池导体可以通过材料锁合方式连接、尤其焊接至金属嵌件。通过材料锁合连接，可以保证将单池导体位置准确地固定在单池架上。由此可以进行容置于不同的单池架中的多个电池单池的很简单的可靠连接。

6、在本发明的另一设计中已表明有利的是，该导向机构被设计成燕尾导向机构。燕尾导向机构设计用于与模块框架共同构成滑动引导。为了滑动引导，燕尾导向机构设计用于与模块框架共同形成燕尾连接。通过燕尾连接，可以提供在所述单池架与模块框架之间的形锁合连接。因此可以通过燕尾导向机构一方面将单池架很可靠地保持在模块框架上，另一方面燕尾导向机构允许很精确地引导该单池架相对于模块框架的相对运动。

7、在本发明的另一个设计中已经表明有利的是，至少一个界定容座的壁由金属件提供，该电池单池在其容置于容座中的状态下可贴靠该金属件。容置于容座中的电池单池因此可以接触金属件。金属件具有很高的导热性并且允许从容置于单池架的容座中的至少一个电池单池很有利地散热。由此，容置于单池架的容座中的至少一个电池单池可以很简单地借助金属件被冷却。此外，可以借助金属件来至少基本禁止至少一个容置于容座中的电池单池的过热。借助金属件，例如可以将容置于相互堆叠的单池架中的多个电池单池的各自温度相互均衡和/或从至少一个容置于单池架的容座中的电池单池散热并且将热送向冷却装置。该至少一个金属件因此允许容置于单池架的容座中的电池单池的很有利的温度调节。

8、在本发明的一个改进方案中表明有利的是，在至少一个界定容座的壁上设置加热件、尤其是帕尔贴元件，电池单池在其容置于容座中的状态下可贴靠加热件。借助加热件，电池单池在其安置于容座中的状态下可被加热。由此可以很简单地调节安置于容座中的电池单池的最低温度，由此可以保持很低的电池单池损伤危险。此外，加热件在电池单池投入使用时允许很快速地出现电池单池工作温度，由此能特别高能效地快速使用电池单池。通过快速出现工作温度，可以借助单池架的加热件保持很低的电池单池损伤危险，由此能获得很长的电池单池使用寿命，还可以实现容置于容座中的至少一个电池单池的很有利的运行。

9、本发明还涉及一种单池模块，其具有带至少一个导向容槽的模块框架以及至少两个单池架，如已经关于本发明的单池架所描述的那样。单池架在一个堆叠方向上相互堆叠并且被保持在模块框架上。沿着堆叠方向，单池架借助其导向机构可以在模块框架的至少一个导向容槽中相对于模块框架被引导。在单池架的容座中分别可容置至少一个电池单池。因为在模块框架内堆叠布置单池架，容置于第一单池架中的电池单池贴靠沿堆叠方向堆叠在第一单池架上的第二单池架的后壁。因此，至少一个电池单池安置在第一单池架的容座中并且在堆叠方向上被第二单池架的后壁遮盖。因此，至少一个电池单池在其布置在第一单池架的容座中时至少基本被第一单池架和第二单池架包围，至少沿堆叠方向向上和向下被遮盖。

10、该导向机构与导向容槽一起例如形成滑动引导、尤其是燕尾型连接。作为导向容槽，模块框架可以具有至少一个导向槽，单池架的导向机构的各自导向件可接合、尤其以形锁合方式接合到导向槽中。单池架通过导向机构沿堆叠方向相对于模块框架可单独运动，由此可调节单池架之间的距离。在堆叠方向上的各自单池架之间的距离可以依据容置于单池架中的电池单池的各自体积被调节，由此可以保持电池单池的很小压力负荷。尤其是，单池架沿堆叠方向的彼此相对运动允许单池架在至少其中一个电池单池体积增大时避开/偏移，由此可以保持容置于单池架中的电池单池的很低的损伤危险。单池模块因此允许很长的单池使用寿命，这是因为单池模块允许电池单池在电池单池承受很小的机械应力的情况下发生体积变化。

11、事实表明特别有利的是，该金属件贴靠第一单池架的后壁的第一侧，其中，容置于第二单池架中的电池单池可贴靠于后壁的与第一侧相对的第二侧。这意味着，金属件在堆叠方向上与单池架的至少一个容座重叠布置，由此安置在单池架的容座中的电池单池在堆叠方向上与金属件重叠并可贴靠该金属件布置。该金属件允许从容置于由金属件界定的容座中且贴靠金属件的电池单池导走热。借助金属件所吸收的热可以通过后壁在堆叠方向上从容座或电池单池被散走。如果在多个沿堆叠方向并排安置的单池架中分别安置至少一个电池单池，则可以通过至少一个在堆叠方向上布置在各自电池单池之间的金属件进行电池单池之间的温度平衡。由此可以至少基本上避免或很快速地补偿和平衡单池模块内的温度高峰。因此能很有利地预防单池模块的过热。由此可以保持很低的单池模块损伤危险。

12、在本发明的另一设计中已表明有利的是设有冷却装置，其贴靠堆叠的单池架并且借此可从单池架吸收热。冷却装置尤其同时贴靠所有在堆叠方向上堆叠的单池架。为此，冷却装置可以在外侧贴靠各自垂直于堆叠方向界定单池架的容座底壁。借助冷却装置可以很有利地冷却单池模块，做法是直接从各自单池架吸收热。冷却装置允许单池模块的很有利的均匀冷却，由此在单池模块内的过热以及温度高峰可以至少基本得以避免。作为冷却装置的替代或补充，可以将可加热单池架的加热装置同时贴靠至所有堆叠的单池架，由此，容置于单池架的相应容座中的电池单池可被加热。由此，容置于单池架的容座中的电池单池可被加热到工作温度和/或最低温度，由此能针对容纳在单池模块中的电池单池保持很低的损伤风险。

13、事实表明特别有利的是，该金属件安置在单池架的至少一个的朝向冷却装置的底壁上。在此情况下，金属件贴靠底壁的朝向容座的第一侧。在底壁的与第一侧相对的、靠外的第二侧，冷却装置贴靠单池架。或者该底壁可以由该金属件构成。该金属件允许很有利地将热从至少一个容置于容座中的电池单池导走至冷却装置，由此可以达成至少一个容置于容座中的电池单池的很高效的冷却。