CN116259918A - 电池设备和用于从电池设备排出气体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池设备(10)，其具有壳体底部组件(12)和至少一个布置在壳体底部组件(12)上的并且在第一方向(z)上布置在壳体底部组件(12)上方的电池单元(14)，该电池单元包括至少一个电芯(16)，至少一个电芯(16)具有第一侧(16a)，该第一侧具有可释放的排气口(18)，该排气口为了从至少一个电芯(16)排出气体(20)是可释放的。壳体底部组件(12)包括至少一个设定断裂部位(30)，该设定断裂部位设计用于，根据气体(20)从至少一个电芯(16)的排气口(18)逸出的情况释放关于第一方向(z)穿透壳体底部组件(12)的开口(32)，以便通过释放的开口(32)排出从至少一个电芯(16)的排气口(18)逸出的气体(20)。

Description

电池设备和用于从电池设备排出气体的方法
技术领域
本发明涉及一种电池设备，其具有壳体底部组件和至少一个布置在壳体底部组件上的并且在第一方向上布置在壳体底部组件上方的电池单元，该电池单元包括至少一个电芯，其中，至少一个电芯具有第一侧，该第一侧具有可释放/开放的排气口，该排气口可被释放，以用于从至少一个电芯中排出气体。此外，本发明还涉及一种用于从电池设备运出气体的方法。
背景技术
在电动车中，电池、尤其是高压电池通常安装在所谓的电池槽中。这种电池槽具有防止碰撞负载和防止环境影响(例如污物和湿气)的功能。因此，电池槽实施为密封的体积，该体积尽可能不允许与周围环境进行物质交换。在发生失效或事故的情况下，还可能出现电池的一个或多个电芯的所谓的热传播、即热失控。电芯在此强烈且迅速地过热，并且在大的气体膨胀的情况下产生化学反应产物。针对该目的，电芯通常具有可释放的排气口，从而使得气体能够以受控的方式从这种电芯中逸出。如果这种气体膨胀发生在封闭的电池槽中，则形成强烈的过压，该过压在最坏的情况下导致气体从电池槽中的***式的逸出。电芯的可释放的排气口通常设计为爆裂膜。
例如，DE 10 2020 102 221 A1描述了一种具有带有预先确定的断裂部位的电芯壳体的电芯，其中，断裂部位设计用于，在超过电芯壳体的内腔中的预先确定的极限压力时断裂，并且允许气体和/或火束从电池壳体的内部空间逸出。
此外，DE 10 2011 078 301 A1描述了一种电芯，电芯包括壳体，该壳体具有壳体开口，其中，电芯包括止回阀，利用止回阀允许气体从壳体内腔、通过气体出口流到壳体的周围环境，并且可以基本上防止气体从壳体的周围环境通过气体出口流入到壳体内部空间中。
由此，虽然在电芯中生成的气体可以定向地从电芯排出，但由此不能够从电池壳体本身(例如上面描述的布置有电芯的电池槽)限定地排出气体。
发明内容
因此，本发明的目的是，提供一种电池设备和一种方法，其能够以尽可能安全和有效的方式排出从电芯逸出的气体。
该目的通过分别具有根据相应的独立权利要求的特征的电池设备和方法来实现。本发明的有利的设计方案是从属权利要求、说明书和附图的主题。
根据本发明的电池设备包括壳体底部组件和至少一个布置在壳体底部组件上的并且在第一方向上布置在壳体底部组件上方的电池单元，该电池单元包括至少一个电芯，其中，至少一个电芯具有第一侧，该第一侧具有可释放的排气口，该排气口可被释放，以用于从至少一个电芯排出气体。此外，壳体底部组件具有至少一个设定断裂部位，其设计用于，根据气体从至少一个电芯的排气口逸出的情况释放在第一方向上穿透壳体底部组件的开口，以便通过释放的开口排出从至少一个电芯的排气口逸出的气体。
因此，只有当设定断裂部位断裂时，才会出现用于排出气体的待释放的开口。在此，本发明同时基于以下多个认识：一方面可想到的是，由于可通过在电池槽中安装所谓的过压阀或泄压阀(也被称为通风口)来反作用于电池壳体、例如开头描述的电池槽的***危险，过压阀或泄压阀从特定的过压开始向外排出气流。然而，这种通风口(Vents)随后必须在单独的安装过程中进行安装，并且只能安置在电池槽的特定区域处，尤其是不能安置在提供例如壳体底部的电池槽的下侧。这是由于壳体底部通常实施为冷却底部，并且电芯或电芯模块应尽可能好地与壳体底部热连接。为此，底部应该设计得尽可能平坦，并且电芯或电芯模块可以通过填充间隙的热界面材料与底部连接。将通风口集成到底部中会导致局部的不平坦，并且尤其导致底部与电池模块或电芯之间的间隙高度的增加，这将阻碍有效的散热和良好的热连接。此外，设置单独设计的通风口与附加的成本相关联。所有这些问题现在可以有利地通过本发明以如下方式解决，即，为了排出气体不使用单独设计的阀，而是替代地设置至少一个设定断裂部位，该设定断裂部位根据气体从至少一个电芯的排气口逸出的情况来释放开口，通过该开口可以排出从至少一个电芯的排气口逸出的气体。这种设定断裂部位可以明显更容易且更经济地提供，这是因为为此不需要必须在单独的安装过程中引入的附加构件。此外，这种设定断裂部位也不需要附加的结构空间。相反，这种设定断裂部位例如可以简单地作为材料弱化部提供，这不会增加在用于设定断裂部位的相应区域中的结构高度，但是如果该设定断裂部位完全改变，反而会降低该结构高度。这又有利地使得，在电池壳体的下侧提供当前通过壳体底部组件提供的设定断裂部位。壳体底部组件因此可以是电池壳体的一部分，并且尤其是提供这种电池壳体的壳体下侧。壳体底部组件因此例如可以包括壳体底部，该壳体底部在第一方向上向下界定电池壳体的容纳区域。但是，壳体底部组件优选不仅包括这种壳体底部，而且还可以由多个层构建，这将在后面更详细地阐述。在壳体底部组件中，即在电池壳体的下侧设置设定断裂部位又具有很大的优点，即由此气流刚好可以沿对车辆乘员具有最小伤害作用的方向提供，电池设备应用在该车辆中。在此，电池设备优选布置在机动车中，使得上述的第一方向平行于车辆竖直轴线地取向，并且尤其向上指向，并且电池设备还布置在机动车的底部区域中，尤其是布置在乘客舱下方。因此，电池设备的壳体底部组件表示电池设备的背离乘客舱的一侧。因此，通过设定断裂部位逸出的气体朝机动车的车底保护装置的方向偏转，并且例如可以通过在壳体底部组件与车底保护装置之间的间隙定向/方向明确地被排出。由此，与之前的概念相比，可以明显提高安全性，并且这还可以以特别简单和廉价的方式实现。由此最小化或消除电池壳体的***危险，并且还实现了特别安全的、向下的气体排出路径。
通过电池设备例如可以提供机动车电池、尤其是用于机动车的高压电池。这种电池可以不仅具有一个电芯，而且优选还具有多个电芯。例如，这些电池可以构造为锂离子电芯。电芯在此可以可选地组合成电池模块。这种电池模块例如可以包括多个布置在模块壳体中的电芯。由电池设备所包括的至少一个电池单元——该电池单元包括至少一个电芯——例如可以是这种电池模块。如果这种电池模块具有单独的模块壳体，那么优选的是，该模块壳体在电池单元的可释放的排气口的区域中还具有至少可释放的或永久的开口。但是，电芯不一定必须布置在电池模块中。例如，电池的电芯也可以在没有附加的单独模块壳体的情况下布置在电池壳体中、例如布置在开头描述的电池槽中。例如，由电池设备所包括的电池单元也可以是至少一个电芯本身。换句话说，在该情况下，除了至少一个电芯之外，电池单元不包括其他构件。因此，电池设备可以例如具有电池壳体，具有至少一个电芯的电池单元布置在该电池壳体中。壳体底部组件又可以具有壳体底部，壳体底部于是同时可以是电池壳体的底部。
此外，设定断裂部位优选设计成，使得在正常的运行状态下，壳体底部组件不具有开口，尤其是也不具有完全穿透壳体底部组件的穿通孔等，在该正常的运行状态下，没有气体从至少一个电芯、尤其是没有气体从电池设备的电芯中的任一个中逸出。这具有以下优点，即由此通过壳体底部组件可以最大限度地防止诸如污物和湿气的环境影响。然而，设定断裂部位仍然可以包括穿通孔，然而，穿通孔优选仅穿透壳体底部组件的其中一些层，并且还优选设计成明显小于由设定断裂部位在断裂期间最终释放的开口。
此外，壳体底部组件不仅可以具有一个这样的设定断裂部位，而且可以具有多个设定断裂部位。这种设定断裂部位的数量可以根据要求选择。
在本发明的特别有利的设计方案中，电池单元布置在壳体底部组件上，使得至少一个电芯的第一侧朝向壳体底部组件。由此，从电芯逸出的气体明显更快地到达设定断裂部位的区域，并且因此可以以明显更直接的方式被排出。此外，这具有很大的优点，即从电芯逸出的气流在电芯的热传播的情况下部分作为极热的气体颗粒流离开电芯，该气流向下指向并且因此又基于电池设备在机动车中的常规布置而远离乘客舱地指向。由此又可以明显降低针对乘客的潜在危险。乘客舱的底部区域中的加固和保护措施也可以相应不那么复杂地实施或被省略。
在本发明的另一非常有利的设计方案中，壳体底部组件具有壳体底部，该壳体底部构造为可由冷却剂流过的冷却底部。由此，在正常运行中可以有利地同时提供用于电池设备的电芯或一般而言用于电池设备的至少一个电芯的下侧的冷却。至少一个电芯在此还可以设计为，使得其电芯电极不布置在电芯的也布置有可释放的排气口的第一侧上。由此，至少一个电芯与冷却底部的热连接得到简化。
在本发明的另一有利的设计方案中，壳体底部组件具有壳体底部、尤其是上述的壳体底部，以及布置在电池单元与壳体底部之间的电绝缘层、尤其是塑料膜，和/或布置在电池单元与壳体底部之间的热界面层，其用于将壳体底部与电池单元热耦合。
在此，电绝缘层用于电保护，这是因为优选地，电芯或电池单元的壳体和壳体底部本身由金属材料、例如铝形成。在此优选的是，这种绝缘层、例如塑料膜在第一方向上直接位于壳体底部的上侧，即，位于壳体底部的朝向电池单元的一侧上。此外，正是当壳体底部同时构造为冷却底部时特别有利的是，壳体底部组件具有热界面层，该热界面层布置在壳体底部与电池单元之间，以更好地将壳体底部与电池单元热耦合。这种热界面层可以例如由间隙填料提供，间隙填料是导热材料，其例如在电池设备的制造中以粘性的或膏状的状态被引入电池单元与壳体底部之间并且随后硬化。但是，热界面层也可以被提供为所谓的间隙垫，其是一种非常薄的导热垫。然后，在制造过程期间，该导热垫既不是膏状的也不是粘性的，而是永久地处于固态的、但弹性的状态中。这样的间隙垫此外也可以具有电绝缘功能，从而不需要例如形式为附加的塑料膜的附加电绝缘层。然而，仍然可以设置这种膜。如果壳体底部组件具有电绝缘层和热界面层，则电绝缘层优选布置在壳体底部与热界面层之间。然后，电绝缘层例如也在没有热界面层的区域中提供保护。
然后，热界面层优选至少部分地直接接触电芯和/或至少一个电池单元。在此，热界面层还可以在电芯的可释放的排气口上延伸，并且直接接触或润湿该排气口，或也空出该排气口，这将在后面更详细地阐述。
现在为了在壳体底部组件中提供设定断裂部位，存在许多不同的可能性。尤其地，这种设定断裂部位可以通过壳体底部组件的上述层中的一个或多个的定向的弱化部来提供。
根据本发明的有利的设计方案，设定断裂部位构造为壳体底部的局部的弱化部，尤其是其中，局部的弱化部由材料弱化部和/或连接部位、尤其是弱化的连接部位提供，在该连接部位上，壳体底部的第一部分与壳体底部的第二部分相连接。因此，如果壳体底部由多个单独的部分——尤其是沿垂直于第一方向的方向——接合在一起，那么当前被称为连接部位的这些接合点本身可以充当设定断裂部位，和/或这些连接部位可以至少部分附加地被弱化的方式实施，以便提供这种设定断裂部位。这种连接部位或接合部位通常可以例如通过焊料、滚压接合、焊缝、粘贴等提供。然后，该连接部位可以局部例如实施为具有较小的宽度或较不稳定、或局部中断等，用以提供设定断裂部位。但附加地或替代地，设定断裂部位也可以设置在壳体底部的与材料弱化部不同的区域中，即设置在壳体底部的不存在连接部位的区域中。
在此，设定断裂部位至少作为壳体底部的局部弱化部来提供具有很大的优点，即由此可以以特别安全的方式在电芯的排气情况下安全地打开待释放的开口，这是因为壳体底部通常是壳体底部组件的上述可选的层中的最坚固的层。因此，在壳体底部中设置局部的弱化部是特别有利的，以便确保设定断裂部位的安全打开。在此，壳体底部中的局部弱化部可以附加地与壳体底部组件的可选的另外的层中的一个或多个的局部弱化部组合，或者仅局限于壳体底部。
在本发明的另外的有利的设计方案中，设定断裂部位构造为壳体底部组件的不同于壳体底部的元件的局部弱化部，尤其是构造为与壳体底部不同的元件的材料弱化部。然而在此，也还能可选地附加设置壳体底部本身的局部弱化部，这例如在上面已经进行了描述。因此，附加地或替代地，设定断裂部位也可以作为例如电绝缘层和/或热界面层的局部弱化部提供。在此，在电绝缘层中形成局部的弱化部是不太优选的，这是因为该电绝缘层原本设计为非常薄的，尤其当该电绝缘层作为塑料膜提供时。为了提供设定断裂部位，局部的弱化部还可以简单地通过局部省略所述层之一来实施，例如以在该相关的层中的孔或缺口的形式实施。
根据本发明的另外的有利的设计方案，材料弱化部——尤其是在壳体底部中以及替代地或附加地在电绝缘层和/或热界面层中——可以通过以下方式提供：至少一个打孔线，其直线或弯曲延伸并且尤其构造为开放式的或闭合的打孔线；和/或沿至少一个线的材料变细部、例如凹口或凹槽或划痕印记(Ritzspur)或刻槽或压印部，该材料变细部也直线或弯曲地延伸，并且尤其也可以构造为开放式的线或闭合的线；和/或在壳体底部组件的元件中的与待释放的开口的尺寸对应的孔，当没有气体从至少一个电芯逸出时，该孔被壳体底部组件的另外的元件遮盖；和/或至少一个盲孔，其与待释放的开口的尺寸相对应；和/或多个沿至少一条线延伸的盲孔。在此，该线也可以直线延伸或是弯曲的，并且可以实施为闭合的线或开放式的线。由此提供许多用于实现设定断裂部位的可能性。在此，壳体底部组件的元件尤其应理解为上述的层之一，即壳体底部、电绝缘层和热界面层。例如，如果设定断裂部位构造为壳体底部组件的元件中的与待释放的开口的尺寸相对应的孔，例如壳体底部本身中的对应孔，则如果没有气体从至少一个电芯逸出，该孔可以由壳体底部组件的至少一个另外的元件、例如塑料膜遮盖。尤其地，在设定断裂部位的区域中，也可以在壳体底部组件的元件的两个元件中、例如在热界面层中和壳体底部本身中设置孔，从而使得在设定断裂部位处例如仅还存在遮盖这些孔的塑料膜，于是塑料膜作用为爆裂膜。
因此，为了将设定断裂部位实现为失效区域，存在许多有利的可能性。除了壳体底部本身失效之外，设定断裂部位也可以通过附加的构件、例如膜、例如塑料膜和/或间隙填料或间隙垫的失效来实现。定向的失效区域可以由导热材料覆盖，该导热材料、如在本示例中的间隙填料在故障情况下也一起失效，尤其由于材料的低的机械特性。定向的失效区域可以附加地被膜或箔、尤其是塑料膜遮盖，该塑料膜在失效情况下也一起失效。还可想到的是，失效区域设计成，使得材料已经被打孔并且例如仅通过膜、导热垫、间隙填料相对于环境密封。
为了提供这种材料弱化部，考虑不同的制造方法、例如激光升华、激光穿孔、常规穿孔、钻孔、铣削等。尤其地，设定断裂部位可以由所谓的定制坯料以及热处理方法提供，在定制坯料中可以使用不同的材料，和/或可以通过例如工艺过程提供不同的横截面。设定断裂部位可以直线地或弯曲地延伸，尤其是根据自由形式提供，该自由形式通过盲孔、孔、划痕或刻槽提供，其中，通常提供线图案或孔图案、尤其是连续的失效线或中断的或打孔的失效线。所描述的材料弱化部也可以任意相互组合以提供设定断裂部位。此外，电池设备还可以在壳体底部组件的不同元件中具有以多个不同方式设计的设定断裂部位。
在本发明的另外的有利的设计方案中，至少一个电芯的可释放的排气口与提供气体导出通道的空腔邻接，并且该空腔在第一方向上由壳体底部组件的至少一个部件界定、尤其是至少由壳体底部和位于壳体底部上的电绝缘层来界定。例如，在该空腔的区域中可以——至少局部地——省去热界面层。通过这种排气通道，还可以有利地将电芯的多个可释放的排气口彼此耦联，或将多个这种排气口连接到该排气通道。在这种排气通道中，尤其是在壳体底部组件的向下界定该排气通道的部分中，可以预设一个或多个设定断裂部位，该设定断裂部位的数量可以独立于与排气通道耦联的电芯的排气口的数量被选择。换言之，例如可以设置比与排气通道耦联的排气口明显更少的设定断裂部位，或者在需要时也可以设置更多设定断裂部位。例如，在排气通道中也可以设置仅一个这种设定断裂部位。该排气通道——侧向地、即垂直于第一方向地——可以例如由单独的壁来界定，或由前述的间隙填料层或间隙垫或壳体底部组件的其他元件的部分来界定。
在本发明的另外的有利的设计方案中，至少一个电芯的可释放的排气口直接与壳体底部组件邻接，其中，设定断裂部位明确/单义地被配设给排气口，其方法是，设定断裂部位在第一方向上直接布置在排气口下方。在该示例中，电芯的排气口例如也可以直接接触热界面层，或被热界面层润湿。因此，在该情况下不提供排气通道，其可以将多个排气口彼此流体耦联。例如，这具有以下优点，即在热事件的情况下，电芯不通过该排气通道进行热耦合。换言之，在热事件的情况下，由此可以提供与相邻电芯的明显更好的热去耦。然而，在该情况下，给电芯的每个排气口明确配设壳体底部组件中的至少一个这种设定断裂部位。该设定断裂部位例如可以相应设计为壳体底部中的孔，该孔直接布置在电芯的排气口下方，从而排气口与孔通过功能性的绝缘膜和热界面层分离，该热界面层通常设计为非常薄的并且是几毫米、例如一毫米到两毫米。但在此，其他的设计方案也是可想到的。
因为将设定断裂部位准确地配设给电芯的排气口，所以可以简单地实现的是，设定断裂部位在第一方向上直接位于排气口下方。随后，设定断裂部位相应设计用于，仅当气体从配设的电芯的关联的排气口逸出时，才释放壳体底部组件中的开口。
根据本发明的电池设备或其实施方式优选设计为用于机动车的高压电池。在此，具有根据本发明的电池设备或其设计方案的机动车也应该被视为属于本发明。电池设备在此可以如上面已经描述的那样布置在机动车中。
根据本发明的机动车优选设计为汽车，尤其是乘用车或载重车，或客车或摩托车。
此外，本发明还涉及一种用于从电池设备排出气体的方法，该电池设备具有壳体底部组件和至少一个布置在壳体底部组件上的并且在第一方向上布置在壳体底部组件上方的电池单元，该电池单元包括至少一个电芯，其中，至少一个电芯具有第一侧，该第一侧具有可释放的排气口，为了从至少一个电芯排出气体该排气口被释放。在此，壳体底部组件具有至少一个设定断裂部位，该设定断裂部位根据气体从至少一个电芯的排气口逸出的情况释放在第一方向上穿透壳体底部组件的开口，以便通过释放的开口排出从至少一个电芯的排气口逸出的气体。
针对根据本发明的电池设备及其设计方案所描述的优点以相同的方式适用于根据本发明的方法。
本发明还包括根据本发明的方法的改进方案，其具有已经结合根据本发明的电池设备的改进方案描述的特征。由于该原因，在此不再描述根据本发明的方法的相应的改进方案。
本发明还包括所描述的实施方式的特征的组合。因此，本发明还包括以如下实现方案，其分别具有所描述的实施方式中的多个实施方式的特征的组合，除非这些实施方式被描述为相互排斥的。
附图说明
下面描述本发明的实施例。其中：
图1示出了根据本发明的一个实施例的电池设备的示意性的横剖面图；
图2以俯视图示出了根据本发明的一个实施例的用于电池设备的、具有设定断裂部位的壳体底部的示意图；
图3以俯视图示出了根据本发明的另一实施例的用于电池设备的、具有设定断裂部位的壳体底部的示意图；
图4以俯视图示出了根据本发明的另一实施例的、具有设定断裂部位的壳体底部的示意图；
图5以俯视图示出了根据本发明的另一实施例的用于电池设备的具有设定断裂部位的壳体底部的示意图；并且
图6示出了根据本发明的另一实施例的电池设备的示意性的横剖面图。
具体实施方式
下面阐述的实施例是本发明的优选的实施方式。在各实施例中，实施方式的所描述的各部分分别表示本发明的各个被视为彼此独立的特征，其分别也彼此独立地改进本发明。因此，本公开还旨在包括与实施方式的特征的所示的组合不同的组合。此外，所描述的实施方式还可以通过本发明的其他的已经描述的特征来补充。
在附图中，相同的附图标记分别表示功能相同的元件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的电池设备10的示意图。电池设备10在此具有壳体底部组件12和布置在壳体底部12上的电池单元14，该电池单元包括至少一个电芯16，其中，在本示例中，电池单元14表示电芯16。在该示例中，示出了棱柱形的电芯16，该电芯然而也可以任意不同地形成。例如，电芯16可以是锂离子电芯。电芯16在此具有第一侧16a，在该示例中，第一侧限定电芯16的下侧16a。在该第一侧16a上，电芯16还具有可释放的排气口18，该排气口可以例如形成有爆裂膜。在热事件的情况下，在电芯16中产生的气体可以定向地从该可释放的排气口18排出。从电芯16逸出的气体在图1中通过箭头20示例性地示出。电芯16还布置在电池壳体22中，在图1中仅示例性示出了电池壳体的壳体底部24。在本示例中，电芯16或电池单元14通常不直接布置在壳体底部24上，而是在壳体底部24上首先还布置有塑料膜26形式的电绝缘层，并且在该塑料膜26与电芯16或电池单元14之间还布置有热界面层28，该热界面层例如可以构造为间隙填料或间隙垫。这两个层、即塑料膜26和热界面层28在此也是壳体底部组件12的一部分。
现在为了避免从电芯16逸出的气体20导致电池壳体22的不受控的***，壳体底部组件12有利地具有设定断裂部位30，在本示例中，设定断裂部位30通过在壳体底部24中的开口或孔31提供。因此，该设定断裂部位30表示失效区域，该失效区域设计用于，在电芯16的排气情况下释放沿所示的z方向穿透壳体底部组件12的开口32，从而从电芯16逸出的气体20可以通过该开口32排出，该开口在图1中在仍然关闭的状态中示出，尤其可以从电池壳体22排出。由此可以实现多个主要优点：一方面，能够实现受控的气体排出，这样可以防止电池壳体22不受控地***。由于未将该气体排出方案实施为单独的阀或构件，而是实施为壳体底部组件12本身中的设定断裂部位30，还可以实现，一方面节省巨大的成本，另一方面在结构高度方面明显更小地设计该排出方案。尤其地，由此不会增加壳体底部组件12在z方向上所需的结构空间。这使得这种排出可能性可以集成到电池壳体22的底部中。壳体底部24此外优选地设计为冷却底部。例如，冷却底部也可以具有在此未示出的、可利用冷却剂流过的冷却通道。通过将设定断裂部位30集成到壳体底部组件12中，有利地可以将从电芯16逸出的气体20定向地从应用电池设备10的机动车的乘客舱转移。在此，电池设备10优选布置在机动车中，使得在此所示的Z轴沿车辆竖直轴线的方向取向。因此，气体可以定向地导入不危险的区域中，例如壳体底部24与机动车的车底保护装置之间。气体20可以从那里定向地例如朝车辆后部的方向被排出。
在本示例中，设定断裂部位30在所示的y方向上直接在电芯16的可释放的排气口18的下方被示出。然而，设定断裂部位也可以相对于排气口18沿y方向错开地布置。如果气体20从电芯16逸出，则首先将该气体导入排气通道或气体排出通道34，该气体排出通道通过与排气口18相邻的空腔实施。例如，多个电芯16或电池单元14也可以沿y方向并排布置，使得该空腔34作为公共气体排出通道34布置在这种电芯16的相应排气口18下方。对于整个排气通道34，例如在壳体底部组件12中可以设置仅一个设定断裂部位30或仅设置少量的设定断裂部位30，这些设定断裂部位尤其在其数量方面明显少于与排气通道34耦联的或可耦联的排气口18。在此，气体排出通道34可以沿y方向在多个电芯的范围上延伸，并且膜26也可以沿y方向连续形成，然而，孔31沿y方向被局部限制，优选仅被限制在小的区域上。例如，孔31可以设计为圆形的。由此，壳体底部组件12不会失去其稳定性。
在该示例中，以如下方式在壳体底部组件12中提供设定断裂部位30，即在设定断裂部位处，在壳体底部24中以及尤其也在热界面层28中的孔设置用于提供用于气体排出通道34的空腔34。因此，壳体底部组件12在设定断裂部位30的区域中还仅由塑料膜26构成。然而，也可想到用于提供设定断裂部位30的大量其他的构造可能性。尤其地，在该部位处不必在壳体底部24中设置孔。壳体底部也可以仅在该部位处被弱化。为了提供这种局部的弱化部存在不同的可能性，其在下面更详细地被阐述。
为此，图2以俯视图示出了用于例如针对图1描述的电池设备10的壳体底部24的示意图，其中，壳体底部24可以如之前描述的那样设计，除了随后描述的差异以外。在该示例中，壳体底部24具有设定断裂部位30，该设定断裂部位构造为沿一条线、尤其是在该示例中沿闭合线的材料变细部36。在该示例中，设定断裂部位30因此提供为闭合的划痕印记36或凹槽。该设定断裂部位也可以以凹口或压印部的方式提供。因此，在该情况下，壳体底部24沿z方向没有完全被穿透，而是通过所述的构造沿z方向相对于其余区域更薄地构造。
图3再次以俯视图示出了用于壳体底部24的另外的示例的示意图。在该示例中，设定断裂部位提供为具有圆形的并且闭合的打孔线38，该打孔线具有多个单独的圆形布置的穿通孔40。因此，这些打孔部可以沿z方向完全穿透壳体底部。替代地也可想到的是，该打孔线38并不是通过穿通孔40提供，而是通过盲孔42提供，这些盲孔没有相应沿z方向完全穿透壳体底部24。在这两种情况下，由此，穿通的或至少部分穿通的打孔线38可以提供为设定断裂部位30。
图4示出了具有设定断裂部位30的壳体底部24的另一示例。在该示例中，该设定断裂部位也构造为材料弱化部，然而，该材料弱化部没有沿闭合的线提供，而是沿多条非闭合的线提供。沿这些线44，材料弱化部又可以以穿通孔40或盲孔42的形式提供，或者再次作为连续的凹槽36提供。
图5示出了具有设定断裂部位30的壳体底部24的构造可能性的另一示例。在该示例中，壳体底部24再次以沿z方向的俯视图示出。此外，在该示例中，壳体底部24具有沿接合区域46相互连接的第一部分24a和第二部分24b。接合连接部当前以48表示。这种接合连接可以例如通过焊接、滚压接合、粘接等来提供。在该示例中，该接合连接部48在区域50内被弱化或甚至没有实施，该区域相应提供设定断裂部位30。因此有利地，也可以使用接合区域46来提供设定断裂部位30。
附加地或替代地，设定断裂部位30作为壳体底部24中的材料弱化部的当前描述的构造可能性也可以在壳体底部组件12的其他的层中类似地实现，以便提供这样的设定断裂部位30。然而在此有利的是，通过这种设定断裂部位不提供在正常运行中完全沿z方向穿透壳体底部组件12的通孔。例如，在设置穿通孔40的情况下相应有利的是，例如，壳体底部组件12的层中的其他层相应遮盖该穿通孔40。
图6示出了根据本发明的一个实施例的电池设备10的横剖面。该电池设备例如也可以如针对图1描述的那样构造，除了随后描述的差异以外。在该示例中，现在不设置如针对图1描述的气体排出通道34。替代地，在该示例中，热界面层28在排气口18的区域中也接触电芯16的第一侧16a。换言之，在正常的运行状态中，电芯16的可释放的排气口18被热界面层28(即例如间隙垫或间隙填充材料)遮盖。在该示例中，设定断裂部位30又构造为壳体底部24中的开口31。由此，壳体底部组件12在排气口18的区域中与其余区域相比弱化地构造，即，与没有设置这种设定断裂部位30的区域相比弱化地构造。在该情况下，该开口31在z方向上至少直接位于排气口18的下方，并且因此不能沿y方向相对于该排气口错开地布置，例如在图1中可以是这样的情况。在此，在多个具有相应的排气口18的电芯16的情况下，因此可以针对每个排气口18设置配设的设定断裂部位30。也可想到的是，例如，在壳体底部24中构造细长的孔31，从而同时为多个排气口18提供设定断裂部位30。然而，这使得壳体底部24整体上明显不稳定。
这是一个特别有利的设计方案，因为在该示例中，不必保留用于设置排气通道的留空区域，该排气通道例如不被间隙填充材料润湿。这允许热界面层28的大面积的引入，电芯16或电池单元14可以简单地放置到该热界面层上。由于塑料膜26和该热界面层28是相对较薄的，因此也可以以有利的方式提供设定断裂部位30。
总的来说，这些示例示出了，可以通过本发明如何提供用于底部通风电池槽的新颖的概念。本发明或其实施方式在此使用在一个或多个构件中定向地添加失效区域的构思。电池槽的过压调节没有通过单独安装的通风口实现。替代地，电池通风***直接集成在电池槽的底部上，尤其是冷却底部上。为此，由铝板构成的冷却底部可以定向地设有设定断裂部位。如果出现压力过度的增大，那么冷却底部在设定断裂部位处失效并且减小气体压力。由此有利地，不需要在泄压阀的意义下的附加构件。可以完全省去构件以及关联的安装过程。可以明显更大范围地实施通风，并且因此有助于保护乘客。通风可以在一个区域进行，并且气体排出可以沿有利的方向进行，即向下进行。该实施方案此外是概念中立的。与在如下的饮料罐中一样，在饮料罐中，饮料开口纯粹仅通过铝的材料特性设计，并且在此通过定向的预切口提供，内含物可以限定地被存储，但也可以以限定方式破裂。在本示例中，这种设定断裂部位也可以在多种变型中通过活性物质的定向的缺口来提供。

Claims (10)

1.一种电池设备(10)，该电池设备具有壳体底部组件(12)和至少一个布置在壳体底部组件(12)上的并且在第一方向(z)上布置在壳体底部组件(12)上方的电池单元(14)，该电池单元包括至少一个电芯(16)，其中，至少一个电芯(16)具有第一侧(16a)，该第一侧具有能释放的排气口(18)，该排气口能被释放以用于从至少一个电芯(16)中排出气体(20)，其特征在于，壳体底部组件(12)包括至少一个设定断裂部位(30)，该设定断裂部位设计用于，根据气体(20)从至少一个电芯(16)的排气口(18)逸出的情况释放在第一方向(z)上穿透壳体底部组件(12)的开口(32)，以便通过被释放的开口(32)排出从至少一个电芯(16)的排气口(18)中逸出的气体(20)。
2.根据权利要求1所述的电池设备(10)，其特征在于，该电池单元(14)布置在壳体底部组件(12)上，使得至少一个电芯(16)的第一侧(16a)朝向壳体底部组件(12)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的电池设备(10)，其特征在于，该壳体底部组件(12)具有壳体底部(24)，该壳体底部构造为能由冷却剂流过的冷却底部(24)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电池设备(10)，其特征在于，该壳体底部组件(12)具有壳体底部(24)和布置在电池单元(14)与壳体底部(24)之间的电绝缘层(26)、尤其是塑料膜(26)和/或布置在电池单元(14)与壳体底部(24)之间的热界面层(28)，该热界面层用于壳体底部(24)与电池单元(14)的热耦合。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电池设备(10)，其特征在于，设定断裂部位(30)构造为壳体底部(24)的局部的弱化部，尤其是其中，局部的弱化部由以下提供：
-材料弱化部(31、36、38、40、42)；和/或
-连接部位(48、50)、尤其是弱化的连接部位(50)，壳体底部(24)的第一部分(24a)与壳体底部(24)的第二部分(24b)在该连接部位处连接。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电池设备(10)，其特征在于，设定断裂部位(30)构造为壳体底部组件(12)的与壳体底部(24)不同的元件(26、28)的局部的弱化部(31、36、38、40、42)，尤其是构造为该与壳体底部(24)不同的元件(26、28)的材料弱化部(31、36、38、40、42)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电池设备(10)，其特征在于，所述材料弱化部(31、36、38、40、42)由以下提供：
-至少一个打孔线(38)，其直线或弯曲地延伸并且尤其是构造为开放的或闭合的线；和/或
-沿至少一条线的材料变细部(36)，该材料变细部直线或弯曲地延伸，尤其是构造为开放的线或闭合的线；和/或
-在壳体底部组件(12)的元件(24、26、28)中的与待释放的开口(32)的尺寸对应的孔(31)，当没有气体(20)从至少一个电芯(16)逸出时，该孔被壳体底部组件(12)的另外的元件(24、26、28)遮盖；和/或
-与待释放的开口(32)的尺寸相对应的至少一个盲孔(42)，和/或多个沿至少一条线延伸的盲孔(42)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的电池设备(10)，其特征在于，至少一个电芯(16)的能释放的排气口(18)与提供气体排出通道(34)的空腔(34)邻接，该空腔在第一方向(z)上由壳体底部组件(12)的至少一个部件(24、26)界定，尤其是至少由壳体底部(24)和位于壳体底部(24)上的电绝缘层(26)来界定。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电池设备(10)，其特征在于，至少一个电芯(16)的能释放的排气口(18)直接与壳体底部组件(12)邻接，其中，设定断裂部位(30)明确地配设给排气口(18)，其方法是，设定断裂部位(30)在第一方向(z)上直接布置在排气口(18)下方。
10.一种用于从电池设备(10)排出气体(20)的方法，该电池设备具有壳体底部组件(12)和至少一个布置在壳体底部组件(12)上的并且在第一方向(z)上布置在壳体底部组件(12)上方的电池单元(14)，该电池单元包括至少一个电芯(16)，其中，至少一个电芯(16)具有第一侧(16a)，该第一侧具有能释放的排气口(18)，该排气口能被释放以用于从至少一个电芯(16)排出气体(20)，其特征在于，壳体底部组件(12)包括至少一个设定断裂部位(30)，该设定断裂部位根据气体(20)从至少一个电芯(16)的排气口(18)逸出的情况释放在第一方向(z)上穿透壳体底部组件(12)的开口(32)，以便通过释放的开口(32)排出从至少一个电芯(16)的排气口(18)逸出的气体(20)。
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