專利名稱：用于容納電化學(xué)能量存儲設(shè)備的電池殼體的制作方法
用于容納電化學(xué)能量存儲設(shè)備的電池殼體本發(fā)明涉及具有側(cè)壁的電池殼體以用于容納電化學(xué)能量存儲設(shè)備，以及操作該電池殼體的方法。本發(fā)明將結(jié)合鋰離子電池來說明，所述鋰離子電池用于為車輛的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)供電。需要指出的是，本發(fā)明能夠不依賴電池的結(jié)構(gòu)類型或者不依賴用于供電的驅(qū)動(dòng)裝置的類型來使用。具有多個(gè)電化學(xué)能量存儲設(shè)備和ー個(gè)具有剛性側(cè)壁的電池殼體的電池，其在現(xiàn)有技術(shù)例如EP I 583 167 Al中是已知的。電池殼體的一些結(jié)構(gòu)類型是共用的，在電化學(xué)能量存儲設(shè)備出現(xiàn)問題后存在電池內(nèi)物質(zhì)會泄漏出來以危害其周邊環(huán)境的危險(xiǎn)。因而基于此，本發(fā)明的任務(wù)在于，特別地避免電化學(xué)能量存儲設(shè)備的組成部分，其中還包括氣態(tài)組成部分，從電池殼體中不可控地泄漏，并因此提高電池的安全性。根據(jù)本發(fā)明，這將通過獨(dú)立權(quán)利要求的教導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求的對象是本發(fā)明優(yōu)選的改進(jìn)方案。
為此設(shè)計(jì)電池殼體，其用于容納至少ー個(gè)電化學(xué)能量存儲設(shè)備，并且保護(hù)其不受外界影響，例如機(jī)械應(yīng)カ或紫外線。此類電化學(xué)能量存儲設(shè)備具有電池框架。該框架至少部分包圍能量存儲設(shè)備，并另外局部構(gòu)成電池殼體的外壁。所述電池殼體還具有殼體蓋。至少ー個(gè)電化學(xué)能量存儲設(shè)備可通過所述殼體蓋來電接觸。此外，電池殼體具有至少ー個(gè)側(cè)壁。該側(cè)壁局部地構(gòu)成了電池殼體的外壁。側(cè)壁的剛性低于電池框架的剛性。由于剛性的差異，在電池殼體內(nèi)部空間與包圍電池殼體的環(huán)境之間有壓カ差時(shí)，側(cè)壁基本上要承受彈性形變或者塑性形變。當(dāng)側(cè)壁形變時(shí)，電池殼體的體積増大。為了實(shí)現(xiàn)側(cè)壁的形變，它至少局部地與電池框架氣密相連。側(cè)壁這一概念應(yīng)該被理解為電池殼體的一部分區(qū)域。設(shè)有側(cè)壁是為了在電池殼體內(nèi)部空間和包圍電池殼體的環(huán)境之間存在壓カ差的情況下產(chǎn)生形變。特別是由于電化學(xué)能量存儲設(shè)備的非受控反應(yīng)，例如所謂的熱失控和在電池殼體內(nèi)相關(guān)壓カ的升高，會導(dǎo)致此類壓カ差。特別地，側(cè)壁的形變擴(kuò)大了電池殼體的表面積和電池殼體內(nèi)部空間的體積。最好通過這些改變正面地影響電池殼體內(nèi)部空間與包圍電池殼體的環(huán)境之間的壓力差，也就是說，電池殼體內(nèi)部空間中的壓カ不如側(cè)壁沒有形變的情況下的壓カ增加劇烈。通過較低的壓カ差，電池殼體上的力學(xué)荷載降低，并且因此安全性提高。電化學(xué)能量存儲設(shè)備應(yīng)該被理解為如下設(shè)備，設(shè)置該設(shè)備用于存儲電化學(xué)能量。電化學(xué)能量存儲設(shè)備具有至少ー個(gè)電極堆棧、電流導(dǎo)體和包裝。設(shè)有該電化學(xué)能量存儲設(shè)備，用于將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能并且存儲該化學(xué)能。相反地，電化學(xué)能量存儲設(shè)備能夠?qū)⒁曰瘜W(xué)形式存儲的能量再次轉(zhuǎn)化為電能并加以釋放。此類電化學(xué)能量存儲設(shè)備最好實(shí)施為鋰離子充電電池。特別地，電化學(xué)能量存儲設(shè)備具有反應(yīng)性的內(nèi)容物。包裝最好避免內(nèi)容物與包圍電化學(xué)能量存儲設(shè)備的環(huán)境之間發(fā)生非受控的反應(yīng)。電池框架應(yīng)該被理解為如下組件，其與電化學(xué)能量存儲設(shè)備的包裝機(jī)械接觸。電池框架基本上在電化學(xué)能量存儲設(shè)備的邊緣部分處包圍該電化學(xué)能量存儲設(shè)備。特別地，電池框架用于保護(hù)包裝和電化學(xué)能量存儲設(shè)備的可定位性或可堆疊性。電池框架特別保護(hù)所述包裝中的某一部分，最好為敏感的部分。通過電池框架特別降低了包裝上的外部負(fù)載。特別地，電池框架覆蓋包裝的焊接處和粘結(jié)處。在本發(fā)明范疇中，外壁應(yīng)該被理解為如下的電池殼體區(qū)域，它將電池殼體的內(nèi)部空間與包圍電池殼體的環(huán)境分隔開。最好將電池殼體的外壁設(shè)置成使得例如機(jī)械力學(xué)負(fù)載這樣的外界影響遠(yuǎn)離電池殼體的內(nèi)含物。特別地，通過外壁防止從電化學(xué)能量存儲設(shè)備中逸出的物質(zhì)與包圍電池殼體的環(huán)境接觸。殼體蓋應(yīng)該被理解為如下組件，其為電池殼體的組成部分。殼體蓋最好能夠與電
池框架相連。電化學(xué)能量存儲設(shè)備最好可通過殼體蓋電接觸。特別地，在殼體蓋中裝入電子的電池控制器。最好設(shè)有此類電池控制器，用于控制至少ー個(gè)電池的電化學(xué)能量存儲設(shè)備。在本發(fā)明范疇中，控制電化學(xué)能量存儲設(shè)備應(yīng)該被理解為，電池中的單個(gè)或所有電化學(xué)能量存儲設(shè)備的電接觸被特別中斷或者被優(yōu)選地控制。特別地，電接觸被控制，以便影響來自所存儲的能量的輸出。這優(yōu)選地通過控制在電流導(dǎo)體上的電壓來實(shí)現(xiàn)，并且特別優(yōu)選地通過控制電流來實(shí)現(xiàn)，該電流來自電化學(xué)能量存儲設(shè)備中所存儲的能量。當(dāng)控制電壓或者電流時(shí)，特別考慮到至少ー個(gè)電化學(xué)能量存儲設(shè)備的狀態(tài)，例如溫度，或者優(yōu)選的電池殼體內(nèi)部空間和包圍電池殼體的環(huán)境之間的壓カ差。如此避免了電化學(xué)能量存儲設(shè)備的內(nèi)含物不可控地從電池內(nèi)部空間中逸出，并以這種方式解決了本發(fā)明的基本任務(wù)。隨后將描述本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式。在電池殼體的優(yōu)選實(shí)施方式中，兩個(gè)相鄰電化學(xué)能量存儲設(shè)備的至少兩個(gè)電池框架以形狀配合的方式、材料決定的方式或力配合的方式相互連接。特別地，該連接氣密地實(shí)施。通過該連接的這種氣密的實(shí)施保證了沒有物質(zhì)能夠不受控地從電池殼體中逸出。由此避免了來自電化學(xué)能量存儲設(shè)備中的反應(yīng)性物質(zhì)污染環(huán)境。因而提高了電化學(xué)能量存儲設(shè)備的安全性。特別地，兩個(gè)相鄰的電池框架以形狀配合的方式相互連接。這種連接特別能夠通過連接元件實(shí)現(xiàn)。特別地，電池框架為了以形狀配合的方式來連接而配備有縫隙，優(yōu)選的配備有孔。特別地，通過連接元件與縫隙的共同作用，實(shí)現(xiàn)了電池框架的以形狀配合的連接。此類連接元件特別能夠是螺栓、鉚釘或銷釘。特別地，連接區(qū)域構(gòu)造在電池框架上，從而使得兩個(gè)相鄰的電池框架優(yōu)選地形成相互間形狀配合的連接。這種形狀配合的連接特別實(shí)現(xiàn)為所謂的卡槽連接。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，兩個(gè)相鄰的電池框架以材料決定的方式相互連接。此類材料決定的連接特別通過粘接或焊接來實(shí)現(xiàn)。材料決定的連接最好氣密地實(shí)施。通過這種連接類型避免了電池殼體中的物質(zhì)不受控地逸出到環(huán)境中，這樣，電化學(xué)能量存儲設(shè)備的安全性也得以提尚。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，側(cè)壁以材料決定的方式與至少ー個(gè)電池框架連接。這種材料決定的連接最好通過粘接或焊接實(shí)現(xiàn)。特別地，通過該連接類型在側(cè)壁和電池框架之間形成氣密的連接。該連接的堅(jiān)固性最好正好等于或者大于側(cè)壁的抗拉強(qiáng)度。通過彼此間堅(jiān)固性的關(guān)系將確保，在側(cè)壁開始形變之前，側(cè)壁和電池框架之間的連接點(diǎn)不被撕開。特別地，通過該實(shí)施方式保證了側(cè)壁的形變，并且電化學(xué)能量存儲設(shè)備的內(nèi)容物不會不受控地從電池殼體中逸出。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，側(cè)壁以力配合的方式或者形狀配合的方式與電池框架相連。側(cè)壁最好通過利用加固框架夾持而與電池框架連接。在此，夾持連接特別以如下方式實(shí)施，即使得夾持連接的抗拉強(qiáng)度高于或等于側(cè)壁的抗拉強(qiáng)度。通過該連接的形成特別保證了側(cè)壁形變，并且連接不被破壞，并因此使得電化學(xué)能量存儲設(shè)備的內(nèi)容物不會不受控地從電池殼體中逸出。通過連接的形成，特別提高了電池殼體的安全性。在電池殼體優(yōu)選的實(shí)施方式中避免了在電池殼體之內(nèi)持續(xù)存在明顯的壓力差。尤其是避免了大于IX IO5帕斯卡的壓カ差存在長過5秒，優(yōu)選的長過2秒，并且特別是長過1/10秒。優(yōu)選地，壓カ平衡通過壓カ平衡縫隙來實(shí)現(xiàn)。此類壓力平衡縫隙特別能夠位于電池框架中。特別地，通過壓カ平衡縫隙保證了電池殼體僅僅具有共同的、連續(xù)的內(nèi)部空間，通過電池殼體內(nèi)部空間體積最優(yōu)化的使用提高了安全性。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，電池殼體具有電子的電池控制器，用于控制至少ー個(gè)電化學(xué)能量存儲設(shè)備。特別地，電池控制器安裝在頂蓋元件上。特別地，頂蓋元件能夠至少局部 地，但是優(yōu)選為完全地覆蓋電池控制器。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，電池殼體的側(cè)壁由復(fù)合材料構(gòu)成。特別地，所述復(fù)合材料是纖維增強(qiáng)的合成材料。優(yōu)選地，使用弾性體來作為用于所述纖維增強(qiáng)材料的基底材料或基質(zhì)材料。特別地，在該材料中的增強(qiáng)纖維是多向定向的，優(yōu)選的是有目標(biāo)地定向的或者單向定向的。通過增強(qiáng)纖維的多向定向優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)了該側(cè)壁組件堅(jiān)固性的提高，并且因此提高了電池殼體的安全性。最好通過至少局部有目標(biāo)的，例如單向的增強(qiáng)纖維定向來影響側(cè)壁的形變。特別地，這實(shí)現(xiàn)了側(cè)壁的定向的、局部不同的形變。通過側(cè)壁的定向形變特別實(shí)現(xiàn)了其在現(xiàn)有的、將電池殼體包圍的空腔或縫隙中延伸。通過這種定向形變特別避免了與包圍電池殼體的物體，例如框架或者其他電池殼體的一部分的不可控的接觸，因而提高了電池殼體的安全性。用于根據(jù)本發(fā)明的側(cè)壁的纖維復(fù)合材料的增強(qiáng)纖維最好由合成材料構(gòu)成。特別地，這種合成材料具有與基底材料有差別的膨脹特性。特別地，增強(qiáng)纖維由尼龍或芳綸構(gòu)成。特別地，增強(qiáng)纖維還能夠使用與合成材料不同的材料組中的材料制成，例如可以是玻璃纖維、金屬纖維、陶瓷纖維或碳纖維。特別地，增強(qiáng)纖維具有Iu m至IOOOym的厚度，最好為10 ii m至100 ii m的厚度，特別優(yōu)選為20 ii m至40 ii m的厚度。增強(qiáng)纖維的膨脹特性尤其能夠受到其幾何形狀，例如受到在主要拉伸方向法向上的截面的影響，或者優(yōu)選受到其彈性模量的影響。能夠通過增強(qiáng)纖維和其基底材料的不同膨脹特性來影響側(cè)壁的形變特性，并因此提高電池殼體的安全性。特別地,側(cè)壁的至少一部分由斷裂伸長率(Bruchdehnung)為100%-1000%的合成材料例如聚烯烴來構(gòu)成；由斷裂伸長率為50% -500%的合成材料例如聚酰胺來構(gòu)成；或者，由斷裂伸長率為5% -80%的合成材料例如聚碳酸酯來構(gòu)成。側(cè)壁最好至少部分地由こ烯-丙烯-ニ烯(EPDM)組中的合成材料構(gòu)成。特別地，該合成材料不被電化學(xué)能量存儲設(shè)備的內(nèi)容物或者不被來自電化學(xué)能量存儲設(shè)備的反應(yīng)產(chǎn)物化學(xué)侵蝕或者分解。特別地，通過涂層或者通過保護(hù)性設(shè)備避免了反應(yīng)性的內(nèi)容物與側(cè)壁接觸。特別地，通過選擇用于側(cè)壁的適當(dāng)?shù)暮铣刹牧媳苊饬朔磻?yīng)性的材料從電池殼體中逸出，并因此提高了安全性。特別地，電池具有至少ー個(gè)電化學(xué)能量存儲設(shè)備和ー個(gè)電池殼體。電池殼體具有至少ー個(gè)，優(yōu)選為兩個(gè)或者多個(gè)，尤其是可彈性或者塑性形變的側(cè)壁。至少ー個(gè)電化學(xué)能量存儲設(shè)備最好安裝在所述電池殼體中。ー種操作具有電池殼體的電池的方法，其應(yīng)該被理解為如下方法，其特別獲得來自電池殼體的測量讀數(shù)，處理這些讀數(shù)，并且優(yōu)選地基于這些測量值來影響電池的運(yùn)行狀態(tài)或者顯示運(yùn)行狀態(tài)。獲量測量值特別應(yīng)該被理解為測量壓力、溫度或者其他物理變量，這些變量優(yōu)選地適合于評估ー個(gè)或多個(gè)電化學(xué)能量存儲設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。特別地，處理測量值這ー概念應(yīng)該被理解為比較額定值和實(shí)際值。特別地，在處理的時(shí)候，將額定值與實(shí)際值的比較轉(zhuǎn)化為控制指令。該控制指令特別適合于改變或者影響至少ー個(gè)電化學(xué)能量存儲設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。影響電池的運(yùn)行狀態(tài)這ー概念應(yīng)該被理解為優(yōu)選地中斷或者特別是限制至少ー個(gè)電化學(xué)能量存儲設(shè)備的電接觸。優(yōu)選地，來自電化學(xué)能量存儲設(shè)備的輸出得到限制。
通過該方法，電化學(xué)能量存儲設(shè)備不會持續(xù)地在其功率界限之上運(yùn)行，因而提高了安全性。特別地，在ー種操作電池的方法中，要測量至少ー個(gè)電化學(xué)能量存儲設(shè)備的溫度。優(yōu)選地，將所測量的溫度與額定溫度相比較。當(dāng)測量溫度高于預(yù)定的斷開值時(shí)，特別地將與電化學(xué)能量存儲設(shè)備的電連接中斷，或者優(yōu)選地將與整個(gè)電池的電接觸中斷。特別優(yōu)選的是，降低來自電化學(xué)能量存儲設(shè)備或者整個(gè)電池的輸出。通過斷開例如過熱的電化學(xué)能量存儲設(shè)備或電池特別提高了電池的安全性。特別地，在ー種操作電池的方法中，測量在電池殼體之內(nèi)的壓カ或者優(yōu)選地測量表面壓力，這例如是通過測量力，優(yōu)選的是通過電化學(xué)能量存儲設(shè)備的至少ー個(gè)電極的表面上法向力。優(yōu)選地，壓カ或者表面壓カ還能夠在電化學(xué)能量存儲設(shè)備內(nèi)部獲得。在額定值和實(shí)際值比較中，將表面壓カ或者壓カ的測量值與優(yōu)選的可預(yù)定的斷開值比較。當(dāng)測量值高于斷開值時(shí)，至少ー個(gè)，但優(yōu)選的是所有電化學(xué)能量存儲設(shè)備的電接觸優(yōu)選地被中斷。特別地，在達(dá)到斷開值時(shí)，來自至少ー個(gè)，但優(yōu)選是來自所有電化學(xué)能量存儲設(shè)備的輸出將被限制。通過電化學(xué)能量存儲設(shè)備的斷開或者通過來自該電化學(xué)能量存儲設(shè)備的輸出的限制，在當(dāng)力學(xué)負(fù)載過大時(shí)提高了安全性。特別地，電池控制器在達(dá)到臨界運(yùn)行狀態(tài)時(shí)發(fā)出信號。臨界運(yùn)行狀態(tài)在此特別通過可測量的物理參數(shù)來表征，例如電池殼體內(nèi)的壓力、作用在電極堆棧表面上的表面壓カ或者電化學(xué)能量存儲設(shè)備的溫度。特別地，發(fā)出的信號能夠是可視信號，例如電池殼體局部(例如從電池殼體突出的銷釘)的顔色或形狀改變，或者電信號。特別地，此類信號能夠通過控制単元進(jìn)ー步處理。特別地，該信號適合于評估電池的運(yùn)行狀態(tài)或評估電池中的至少ー個(gè)電化學(xué)能量存儲設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。隨后的說明將結(jié)合附圖
給出本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、特征和應(yīng)用可能性。其中圖I示出了依據(jù)本發(fā)明的、具有兩個(gè)可形變的側(cè)壁2的電池殼體I的截面。電池殼體I具有四個(gè)電化學(xué)能量存儲設(shè)備3。電池控制器6被裝入頂蓋元件5中。電化學(xué)能量存儲設(shè)備3被電池框架4包圍。電池殼體I具有兩個(gè)電接頭7。圖2示出了沒有頂蓋元件5而具有兩個(gè)電化學(xué)能量存儲設(shè)備3的、依據(jù)本發(fā)明的電池殼體I的截面。所述電化學(xué)能量存儲設(shè)備3被電池框架4包圍。電池框架4具有壓カ平衡縫隙9。圖3示出了依據(jù)本發(fā)明的電池殼體I的截面圖。電池框架4包圍電化學(xué)能量存儲設(shè)備3，并且以形狀配合的方式相互連接。側(cè)壁2同樣通過所謂的電池框架卡槽連接8與電池框架4相連。圖4示出了依據(jù)本發(fā)明的電池殼體I的截面圖。電池框架4包圍電化學(xué)能量存儲設(shè)備3。電池框架4以貫穿螺釘10相互連接。側(cè)壁2同樣通過貫穿螺釘10與電池框架4相連。圖5示出了依 據(jù)本發(fā)明的電池殼體I的截面圖。電池框架4包圍電化學(xué)能量存儲設(shè)備3。電池框架4以貫穿螺釘10相互連接。側(cè)壁3的邊緣區(qū)域以強(qiáng)化框架12加固，并且同樣通過貫穿螺釘10與電池框架4相連。圖6示出了依據(jù)本發(fā)明的電池殼體I的截面圖。電池框架4包圍電化學(xué)能量存儲設(shè)備3。電池框架4相互粘接。側(cè)壁2以所謂的側(cè)壁卡槽連接13與電池框架4相連。圖7示出了依據(jù)本發(fā)明的、具有形變了的側(cè)壁2b的電池殼體I的側(cè)視圖，其中，側(cè)壁2b具有均勻的應(yīng)カ關(guān)系/延伸關(guān)系。 圖8示出了依據(jù)本發(fā)明的、具有形變了的側(cè)壁2a的電池殼體I的側(cè)視圖，其中，側(cè)壁2a具有不均勻的應(yīng)カ關(guān)系/延伸關(guān)系。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，依據(jù)本發(fā)明的電池殼體I具有兩個(gè)可形變的側(cè)壁2。電化學(xué)能量存儲設(shè)備3被電池框架4包圍。電池框架4中的一段部分地形成了電池殼體I的外表面。在電池殼體I的頂蓋元件5中容納有電池控制設(shè)備6。電化學(xué)能量存儲設(shè)備3可通過電接頭7和通過電池控制設(shè)備6來接觸。兩個(gè)相鄰電池框架4以材料決定的方式彼此相連，最好是通過粘接或者焊接彼此相連。側(cè)壁2同樣以材料決定的方式與電池框架4相連。通過在側(cè)壁2與電池框架4之間的液密連接和在電池框架4相互之間的液密連接，沒有物質(zhì)能夠不受控地漏入或漏出電池殼體I。在特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，電池框架4具有壓カ平衡縫隙9。這些壓力平衡縫隙9以如下方式連接電化學(xué)能量存儲設(shè)備3之間的空間，即形成電池殼體的共同內(nèi)部空間。因而在共同內(nèi)部空間中不存在持續(xù)的壓力差。因此，當(dāng)電池殼體內(nèi)的壓カ升高時(shí)，壓カ在整個(gè)電池殼體內(nèi)部空間中均勻分布。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，依據(jù)本發(fā)明的電池殼體I的電池框架4通過所謂的電池框架卡槽連接8相互連接。在該實(shí)施方式中，側(cè)壁2最好同樣以形狀配合的方式與電池框架4相連。該形狀配合的連接最好以卡槽連接來實(shí)施。側(cè)壁2由此液密地與電池框架4相連。電池框架4同樣液密地相互連接。因此，沒有電化學(xué)能量存儲設(shè)備3的內(nèi)容物能夠不受控地從電池殼體I中逸出。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，電池框架4以形狀配合的方式相互連接。此外以形狀配合的方式進(jìn)行連接而使用連接元件。此類連接元件例如是貫穿螺釘10和螺母11。貫穿螺釘10延伸通過多個(gè)電池框架4。通過擰緊貫穿螺釘10和螺母11，電池框架4彼此擠壓。當(dāng)側(cè)壁2同樣液密地利用連接元件固定時(shí)是有益的。通過擰緊貫穿螺釘10而在電池框架4和側(cè)壁2之間形成液密連接。通過該液密連接避免了電化學(xué)能量存儲設(shè)備3中的物質(zhì)不受控地從電池殼體I漏出或者有其他材料漏入電池殼體I中。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，電池框架4和側(cè)壁2借助貫穿螺釘10和螺母11相連。為了改善側(cè)壁2和電池框架4之間的連接的安全性，在螺釘頭之間或者在螺母11與側(cè)壁2之間裝入加固框架12。該加固框架12能夠以材料決定的方式與側(cè)壁2相連，或者可通過側(cè)壁2的折疊來形成。加固框架12導(dǎo)致在側(cè)壁2上螺釘預(yù)應(yīng)カ的均勻壓カ分布。通過加固框架12實(shí)現(xiàn)了具有高密封度的特別安全的連接。因此保證了沒有電化學(xué)能量存儲設(shè)備3的內(nèi)容物不受控地從電池殼體I中漏出或者有其他材料漏入電池殼體I中。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，電池框架4相互間以材料決定的方式相連。此類以材料決定的相連能夠通過粘接或者優(yōu)選地通過焊接來實(shí)現(xiàn)。側(cè)壁2通過形狀配合的連接與外部電池框架4相連。此類形狀配合的連接有益地通過所謂側(cè)壁卡槽連接13來實(shí)現(xiàn)。側(cè)壁卡槽連接13將側(cè)壁2與外部電池框架4液密地相連。因而避免了電化學(xué)能量存儲設(shè)備3的內(nèi)容物不受控地從電池殼體I中逸出。當(dāng)在電池殼體I內(nèi)部壓カ升高時(shí)，可形變的側(cè)壁2向外隆起。當(dāng)側(cè)壁2b向外隆起時(shí)，電池殼體I的體積由此増大。通過體積増大，在電池殼體之內(nèi)的壓カ升高相比電池殼體 體積不增大時(shí)不那么劇烈。通過這種較慢的壓カ升高，降低了電池殼體I上的機(jī)械負(fù)載，并提聞了安全性。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，側(cè)壁2a具有不均勻的應(yīng)カ關(guān)系/延伸關(guān)系。這ー關(guān)系能夠有目的地通過纖維復(fù)合材料或者通過幾何特性(例如側(cè)壁2a的可變厚度)來實(shí)現(xiàn)。該應(yīng)カ關(guān)系/延伸關(guān)系將最終影響側(cè)壁2a的形變關(guān)系。該形變關(guān)系被利用，使得側(cè)壁2a在其形變時(shí)不與其他組成部分，例如框架部分14相撞。側(cè)壁2a僅以如下方式延伸，即使得它并不碰觸其他的組件尤其是鋒利的組件。對于具有均勻應(yīng)カ關(guān)系/延伸關(guān)系的側(cè)壁，側(cè)壁會延伸直至基本上均勻地達(dá)到零件強(qiáng)度極限，并且電池殼體內(nèi)部空間因此達(dá)到其最大尺寸。
權(quán)利要求
1.ー種用于容納至少ー個(gè)電化學(xué)能量存儲設(shè)備(3)的電池殼體(I)，其中，所述電化學(xué)能量存儲設(shè)備(3)具有電池框架(4)，所述電池框架(4)部分地包圍所述電化學(xué)能量存儲設(shè)備(3)，并且局部地形成所述電池殼體(I)的外壁，此外，所述電池殼體(I)具有殼體頂蓋(5)，至少ー個(gè)電化學(xué)能量存儲設(shè)備(3)通過所述殼體頂蓋(5)可電接觸，并且所述電池殼體⑴具有至少ー個(gè)側(cè)壁(2)，所述側(cè)壁⑵局部地形成所述電池殼體⑴的外壁， 其特征在干， 所述側(cè)壁(2)的剛性小于所述電池框架(4)的剛性， 所述側(cè)壁(2)被設(shè)置成使得所述電池殼體(I)的體積通過所述側(cè)壁(2)的形變而擴(kuò)大， 所述側(cè)壁(2)至少局部地與所述電池框架(4)氣密相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電池殼體，其特征在于，兩個(gè)相鄰的電化學(xué)能量存儲設(shè)備(3)的電池框架(4)以形狀配合的方式、材料決定的方式、力配合的方式相互連接，并且所述連接是氣密的。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的電池殼體(I)，其特征在于，至少兩個(gè)電池框架⑷以形狀配合的方式相互連接，兩個(gè)電池框架⑷最好通過連接設(shè)備(10)相互連接。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的電池殼體(1)，其特征在于，至少兩個(gè)電池框架(4)以材料決定的方式通過粘接或焊接相互連接。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的電池殼體(I)，其特征在于，所述側(cè)壁(2)以材料決定的方式與所述電池框架(4)相連，所述側(cè)壁(2)最好通過粘接或焊接與所述電池框架⑷相連。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的電池殼體(I)，其特征在于，所述側(cè)壁⑵以カ配合的方式或形狀配合的方式與所述電池框架(4)相連，所述側(cè)壁(2)最好通過利用加固框架(12)夾持而與所述電池框架(4)相連。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的電池殼體(I)，其特征在于，在所述電池殼體(I)內(nèi)不會持續(xù)存在明顯的壓力差，最好地，通過所述電池框架(4)中的壓カ平衡縫隙(9)而形成電池殼體(I)的共同內(nèi)部空間。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的電池殼體(I)，其特征在于，所述電池殼體(I)具有電子的電池控制器出)，用于控制至少ー個(gè)電化學(xué)能量存儲設(shè)備(3)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的電池殼體(I)，其特征在于，所述側(cè)壁⑵由復(fù)合材料構(gòu)成，特別地由纖維增強(qiáng)的合成材料構(gòu)成。
10.ー種具有根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的電池殼體(I)和至少ー個(gè)電化學(xué)能量存儲設(shè)備(3)的電池。
11.ー種操作電池的方法，所述電池具有根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的電池殼體(1)，其中，該方法g在避免反應(yīng)性的物質(zhì)從所述電池殼體(I)中逸出， 其特征在干， 通過電池控制器(6)獲得電化學(xué)能量存儲設(shè)備(3)的被選取的、物理可測量的參數(shù)， 將所測量的參數(shù)與預(yù)定的額定值比較，并且 當(dāng)達(dá)到了通過所述參數(shù)可特征化的臨界運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，至少將與所述電化學(xué)能量存儲設(shè)備(3)的電接觸中斷。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的操作電池的方法，其特征在于，獲得至少ー個(gè)電化學(xué)能量存儲設(shè)備(3)的溫度，并且將該溫度與額定溫度相比較，并當(dāng)達(dá)到預(yù)定的斷開溫度時(shí)，至少將與所述電化學(xué)能量存儲設(shè)備(3)的電接觸分開。
13.根據(jù)權(quán)利要求11至12所述的操作電池的方法，其特征在于，獲得在所述電池殼體(I)內(nèi)的或者在所述電化學(xué)能量存儲設(shè)備(3)內(nèi)的實(shí)際壓力，并將該實(shí)際壓力與額定壓力相比較，并且當(dāng)達(dá)到預(yù)定的斷開壓カ時(shí)，至少將與至少ー個(gè)電化學(xué)能量存儲設(shè)備(3)的電接觸(7)分開，但優(yōu)選是將與所有電化學(xué)能量存儲設(shè)備(3)的電接觸(7)分開。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13所述的操作電池的方法，其特征在于，在達(dá)到至少ー個(gè)電化學(xué)能量存儲設(shè)備(3)的臨界運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，所述電池控制器(6)發(fā)出信號，所述臨界運(yùn)行狀態(tài)特別地通過可預(yù)先設(shè)定的壓カ和/或溫度來表明，借助所述信號能夠評估所述電池的運(yùn)行 狀態(tài)。
全文摘要
一種具有可形變的側(cè)壁(2)的電池殼體(1)。電池殼體(1)被設(shè)置為容納至少一個(gè)電化學(xué)能量存儲設(shè)備(3)。電化學(xué)能量存儲設(shè)備(3)具有電池框架(4)，該電池框架將電化學(xué)能量存儲設(shè)備(3)部分地包圍，并且局部地形成電池殼體(1)的外壁。此外，電池殼體(1)具有殼體頂蓋(5)，至少一個(gè)電化學(xué)能量存儲設(shè)備(3)通過該殼體頂蓋(5)可電接觸。側(cè)壁(2)至少局部形成電池殼體(1)的外壁，其中，側(cè)壁(2)的剛性小于電池框架(4)的剛性。由此，在電池殼體(1)的內(nèi)部空間與包圍電池殼體(1)的環(huán)境之間有壓力差時(shí)，側(cè)壁(2)發(fā)生形變，并且電池殼體(1)的體積擴(kuò)大。側(cè)壁(2)至少局部地與電池框架(4)氣密相連。
文檔編號H01M2/02GK102656715SQ201080056614
公開日2012年9月5日 申請日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月16日
發(fā)明者安德里斯·古奇, 蒂姆·謝弗 申請人:鋰電池科技有限公司