CN101946343A - 具有导热板和多个单体的电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有一导热板(4)和多个单体(2)的电池(1)，所述单体组成一单体组(3)，其中所述单体(2)的极触点相互电并联和/或串联，其中所述单体组(3)和导热板(4)由夹紧元件(5)完全围绕，其中在第一个单体(2a)与夹紧元件(5)之间以及在端侧在最后一个单体(2b)与夹紧元件(5)之间分别设置有一压紧板(8)。

Description

具有导热板和多个单体的电池
技术领域
本发明涉及一种具有一导热板和多个单体的电池，所述单体组成一单体组，其中单体的极触点相互电并联和/或串联，其中单体组和导热板由夹紧元件完全包围，在端侧在第一个单体上以及在最后一个单体上设置有一电连接元件。
背景技术
已知一种具有多个单体的电池，其极触点彼此电连接和/或彼此并联并形成一单体组。此外设置有一用于冷却电池的导热板，所述导热板排出在电池中形成的损耗热。至少单体组和导热板设置在一壳体框架中，所述壳体框架特别是形成为至少一个完全围绕单体组和导热板的夹紧元件。此外，在单体组的第一个单体的第一壳体侧壁上和最后一个单体的壳体侧壁上分别各设置有一电连接元件以用于电池的电接触。
因此缺点是：借助至少一个完全围绕至少单体组和导热板的夹紧元件，单体组的第一个单体以及最后一个单体被施加了很大的载荷。
发明内容
因此本发明的目的是：提出一种改进的电池，所述电池能克服现有技术中存在的缺点并能简单、成本经济地制造。
根据本发明，所述目的通过在权利要求1中给出的特征来实现。
本发明的有利的设计方案是从属权利要求的主题。
具有一用于为电池调温的导热板的电池具有多个单体，所述单体组成一单体组。在此，单体的极触点相互电并联和/或串联。单体组和导热板由夹紧元件完全围绕，其中在端侧在第一个单体上以及最后一个单体上设有一电连接元件。根据本发明，在端侧在单体组的第一个单体与夹紧元件之间以及在端侧在最后一个单体与夹紧元件之间分别各设置有一压紧板。
由此以有利方式形成一单体组，在所述单体组中由于通过压紧板产生的且作用到单体组上的高的压紧力能实现可靠的串联。此外，优选地，因为作用到单体组上的机械载荷和由此产生的力由压紧板均匀地在其整个表面上吸收和分布，所以没有应力作用到单体组的第一个单体以及最后一个单体上。此外，由此还能制造较结实的单体，其中由夹紧元件作用的力基本上借助压紧板得到补偿。因此，基本上可靠地避免了单体的机械载荷。
以特别有利的方式，压紧板至少在与单体组(相接触)的接触侧能导电。为此，接触侧设计成金属的——例如通过施加金属膜。通过将压紧板在接触侧上形成为导电的，压紧板同时特别优选地形成电池的电连接元件。由此有利地降低了电池的成本以及装配费用，因为不需要用于电连接的附加部件。
压紧板至少在一侧具有凸耳状延长部。在此，凸耳状延长部以有利的方式形成电池的端子/极柱，由此能获取电压。在此，一端子例如设计成正端子，而另一端子设计成负端子。
此外，在单体的顶侧还设有一电子部件，所述电子部件以有利的方式具有与凸耳状延长部相对应的缺口，由此确保了电池的形状锁合的装配。
此外，压紧板具有材料凹陷部，所述材料凹陷部特别优选地与夹紧元件的尺寸、特别是宽度相对应。借助这种形成夹紧元件的一种引导部的对应，能将单体组的至少单体力锁合地压紧在一起。
压紧板的高度大小和宽度大小特别有利地与单体的尺寸相当。
在本发明的另一种设计方案中，单体和/或不同单体的极触点力锁合(kraftschlüssig)、形状锁合(formschlüssig)和/或材料融合(Stoffschiüssig)地相互连接。由此以简单的方式和方法确保了在单体的极触点之间的持久的电接触。
附加地，单体包括一设置在单体壳体中的电极堆/电极组，其中至少不同极性的电极通过隔离件、优选隔离膜彼此绝缘地分隔开。
以特殊的方式，各膜电极的向电极堆的外部引导的边缘区域形成一导电凸耳(Stromableiterfahne)，由此省略了膜电极和导电凸耳的费事的接触。同时，这种接触方式非常可靠地防止了至少多种影响、特别是外部影响，如碰撞或振动。
相同极性的导电凸耳导电地相互连接成一极。此外，一个极的导电凸耳导电地彼此压接在一起和/或相互焊接。
通过将电极堆设置在一在边缘侧环绕的、特别是电绝缘的边框中，能以有利的方式省略附加的绝缘布置/结构。此外，还使单体的可操纵性变得容易或者更为可靠。
特别是在双极单体中，以特殊的方式实现了导电凸耳与单体壳体的对置的壳体侧壁的直接接触，其中所述壳体侧壁借助所述边框相互电绝缘。以这种方式，相同极性的导电凸耳直接与特别是扁平单体的单体壳体的壳体侧壁电连接，从而使所述壳体侧壁形成单体的电的极触点。因为所述极没有发生接触穿过(Kontaktdurchführung)，所以并没有减弱单体的单体壳体的气密性。因此，还直接地改善了单体壳体内部的密封性以防止湿气穿透。
附图说明
下面借助附图详细阐述本发明的实施例。其中示出了：
图1示出根据现有技术的电池的示意性透视图，
图2示出具有在端侧设置在单体组上的压紧板的电池的分解图，
图3示出具有根据本发明设置在单体组上的压紧板的电池的示意性透视图，
图4示意性示出具有设置在底侧的导热板和设置在端侧的压紧板的单体组的剖视图，
图5示出具有设置在端侧的压紧板的单体组的分解图，和
图6示意性示出根据图4的、具有设置在端侧的压紧板的单体组的侧视图。
具体实施方式
在所有附图中，相应的部件具有相同的附图标记。
在图1中示出根据现有技术的电池1。电池1由多个单体2形成，所述单体2组成一单体组3。
单体2设计成扁平单体、特别是框架扁平单体。在此，单体2的单体壳体2.1由两个壳体侧壁2.1.1和2.1.2以及一个设置在这两个壳体侧壁之间的、沿边缘侧环绕的边框2.1.3形成。
单体2的壳体侧壁2.1.1和2.1.2设计成导电的，并形成单体2的极触点(未详细示出)。边框2.1.3设计成电绝缘的，从而使不同极性的壳体侧壁2.1.1和2.1.2设置成相互电绝缘的。
在本发明的所示实施例中，壳体侧壁2.1.1和2.1.2具有一局部的延长部V，所述延长部V突出于单体2。该局部的延长部V用于单体电压监测。
单体组3以及一设置在单体2底侧上的导热板4由两个夹紧元件5完全围绕，所述夹紧元件5至少力锁合地将单体组3的单体2压紧在一起。基于通过夹紧元件5产生的作用力，特别是分别在端侧设置在单体组3中的第一个单体2a以及最后一个单体2b受到强力加载。
为了从电池1中放出电能和/或将电能输入电池1中，在单体组3的第一个单体2a的单体侧壁上设置有一电连接元件6。该连接元件6设计成电连接凸耳并形成电池1的正端子PPOS。
在单体组3的最后一个单体2b的单体侧壁上设置有另一电连接元件6。该连接元件6同样设计成电连接凸耳并形成电池1的负端子PNEG。
在图2中示出一电池1，所述电池1例如应用在车辆、特别是混合式和/或电驱动的车辆中。
在此，电池1、特别是单体组3例如由三十个单体2形成。设计成框架扁平单体的单体2通过其极触点特别是相互串联。
在单体2的底侧上设置有用于为电池1调温的导热板4。导热板4具有接线位置4.1，导热板4例如能通过所述接线位置4.1连接到车辆的空调循环***上。为了增大单体1与导热板4之间的热传递表面，壳体侧壁2.1.1和2.1.2在导热板4的区域中弯折成平行于所述导热板4。在此，单体2直接或间接地通过能导热的材料、特别是导热膜7热连接到导热板4上，从而实现了对电池1的有效冷却。
根据本发明，在端侧在单体组3的第一个单体2a与夹紧元件5之间以及在端侧在最后一个单体2b与夹紧元件5之间分别各设置有一压紧板8。
特别优选地，借助由压紧板8产生的高的压紧力，形成单体组3，由此能实现可靠的串联。此外，作用到单体组3的第一个单体2a以及最后一个单体2b上的机械力均匀地分布在压紧板8的整个表面上。
此外，压紧板8至少在与单体组3接触的接触侧上能导电。为此，压紧板8的接触侧例如能设有金属膜。
在电池1的一种有利的设计方案中，压紧板8形成电连接元件6。为此，压紧板8在一侧上具有凸耳状延长部8.1。凸耳状延长部8.1以有利的方式设计成电池1的端子/极柱，通过所述端子例如能获取电池1的电压。在此，一个端子设计成电池1的正端子PPOS，而另一端子设计成负端子PNEG。为了改进压紧板8的接触侧与第一个单体2a以及最后一个单体2b之间的导电能力，能附加地设置一例如镍制的膜，并且所述膜设置在压紧板与第一个单体2a以及最后一个单体2b之间。
在本发明的所示出的实施例中，设置有一电子部件9，所述电子部件至少具有用于单体2的单体电压监测和/或单体电压补偿的装置。为了监测单体电压，在单体2上形成有壳体侧壁2.1.1和2.1.2的局部的延长部V。在本发明的另一改进方案中，电子部件9还可以设计成封装的电子结构单元。在此，电子部件9设置在单体组3的顶侧，并且具有与压紧板8的凸耳状延长部8.1、特别是端子PPOS和PNEG相对应的缺口9.1。由缺口9.1确保了电池1的形状锁合的装配。
此外，压紧板8以特别优选的方式具有材料凹陷部8.2，所述材料凹陷部8.2与夹紧元件5、特别是夹紧元件5的厚度相对应。借助这种形成夹紧元件5的一种引导部的对应，能将单体组3的至少单体2可靠地压紧在一起，从而使单体2形状锁合地且力锁合地被保持。
以特别有利的方式，压紧板(8)的高度大小和宽度大小特别优选地与单体(2)、特别是单体组3的端侧的尺寸相当。
通过将材料凹陷部8.2形成为一种引导部，能以有利的方式将单体组3可靠地力锁合地压紧在一起。
图3示出具有设置在单体组3的第一个单体2a上以及最后一个单体2b上的压紧板8的装配好的电池1。
在图4中示出具有分别设置在端侧的压紧板8的单体组3的剖视图。
在此示出设置在在单体2的单体壳体2.1中的、由膜电极(未详细示出)形成的电极堆10。
在中间区域中，不同极性的膜电极、特别是铝膜和/或铜膜和/或由金属合金制成的膜相互堆叠并借助隔离件(未详细示出)、特别是隔离膜彼此电绝缘。
在膜电极的突出于电极堆10的中间区域的边缘区域、即未示出的导电凸耳中，相同极性的膜电极相互电连接。在此，导电凸耳导电地彼此压接在一起和/或相互焊接并形成电极堆10的极。电极堆10设置在沿边缘侧环绕电极堆10的边框中。
在对壳体侧壁2.1.1和2.1.2进行固定——所述固定例如以未详细示出的方式借助将壳体侧壁2.1.1和2.1.2粘接和/或弯边到一在边框2.1.3中环绕的缺口中来实现——时，由导电凸耳形成的极压靠在壳体侧壁2.1.1和2.1.2上，从而将导电凸耳的电势施加在壳体侧壁2.1.1和2.1.2上，并且壳体侧壁2.1.1和2.1.2形成单体2的极触点。
在本发明的一种改进方案中，在例如铜制的极与例如铝制的壳体侧壁2.1.1和2.1.2之间能附加地设置一例如镍制的膜(未详细示出)，以便改善在所述极与壳体侧壁2.1.1和2.1.2之间的电连接。
此外在本发明的一种设计方案中，在所述极与壳体侧壁2.1.1和2.1.2之间还能设置有电绝缘膜(未详细示出)，或者壳体侧壁2.1.1和2.1.2在一侧能设计有电绝缘层，从而使所述极与壳体侧壁2.1.1和2.1.2的电接触利用未详细阐述的、由现有技术已知的完全焊透法/通焊法(Durchschweiβverfahren)才从外部穿过壳体侧壁2.1.1和2.1.2形成。
图5和图6分别示出具有设置在端侧的压紧板8的单体组3的不同示图。
附图标记列表：
1         电池              6     电连接元件
2         单体              7     导热膜
2a        第一个单体        8     压紧板
2b        最后一个单体      8.1   凸耳状延长部
2.1       单体壳体          8.2   材料凹陷部
2.1.1     壳体侧壁          9     电子部件
2.1.2     壳体侧壁          9.1   缺口
2.1.3     边框              10    电极堆
3         单体组            PPOS  正端子
4         导热板            PNEG  负端子
4.1       接线位置          V     局部的延长部
5         夹紧元件

Claims (15)

1.一种电池(1)，该电池具有一导热板(4)和多个单体(2)，所述单体组成一单体组(3)，其中所述单体(2)的极触点相互电并联和/或串联，其中所述单体组(3)和所述导热板(4)由夹紧元件(5)完全围绕，其中在端侧在第一个单体(2a)上以及在最后一个单体(2b)上设置有一电连接元件(6)，其特征在于，在端侧在所述第一个单体(2a)与所述夹紧元件(5)之间以及在端侧在所述最后一个单体(2b)与所述夹紧元件(5)之间分别各设置有一压紧板(8)。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述压紧板(8)设计成至少在与所述单体组(3)接触的接触侧上能导电。
3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述压紧板(8)形成所述电连接元件(6)。
4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述压紧板(8)具有凸耳状延长部(8.1)。
5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述凸耳状延长部(8.1)形成所述电池(1)的端子(PPOS和PNEG)。
6.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，一设置在所述单体(2)顶侧的电子部件(9)具有与所述凸耳状延长部(8.1)相对应的缺口(9.1)。
7.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述压紧板(8)具有与所述夹紧元件(5)的尺寸相对应的材料凹陷部(8.2)。
8.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述压紧板(8)在高度大小和宽度大小方面与一个单体(2)的尺寸相当。
9.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述单体(2)力锁合、形状锁合和/或材料融合地相互连接。
10.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，不同单体(2)的极触点力锁合、形状锁合和/或材料锁合地相互连接。
11.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，在一单体壳体(2.1)中设置有一电极堆(10)，所述电极堆(10)的各个电极、优选膜电极与导电凸耳导电连接。
12.根据权利要求11所述的电池，其特征在于，相同极性的导电凸耳导电地相互连接成一极触点。
13.根据权利要求11所述的电池，其特征在于，极触点的所述导电凸耳导电地彼此压接在一起和/或相互焊接。
14.根据权利要求11所述的电池，其特征在于，所述单体壳体(2.1)具有两个壳体侧壁(2.1.1和2.1.2)以及一设置在这两个壳体侧壁之间的、沿边缘侧环绕的边框(2.1.3)。
15.根据权利要求11所述的电池，其特征在于，所述壳体侧壁(2.1.1和2.1.2)设计成导电的，而所述边框(2.1.3)设计成电绝缘的。
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C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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