[发明专利]用于电池单元的绝缘包装技术

说明书

技术领域

本发明涉及一种特别是在电池模块的自动生产和/或包装的领域中对电池单元进行绝缘包装的技术，特别是用于电动车辆和混合动力车辆(即，具有至少部分电动运行的行驶驱动器的车辆)以及用于固定的电池存储。这种电池模块具有几个千瓦小时(kWh)、特别是多于10千瓦小时的容量。

背景技术

在这些电池模块中，一般将多个电池单元高堆积密度地并排或叠置设置，并根据需要将它们的接口彼此连接，在此可能会有几百伏范围内的输出电压。这些电池单元具有壳体，该壳体可以由导电材料制成，例如深拉铝制壳体。

上述电池模块或者说电池单元的特殊之处在于：各个单元和可能被包围的构件之间需要良好的电绝缘。电池模块由于被安装在车辆中，故而在它们的使用寿命期间会承受较大的气候影响以及机械影响或者说机械应力。

发明内容

本发明的目的在于提出一种绝缘包装技术，该绝缘包装技术可以被移植到部分自动或全自动的制造过程中并符合上面所提到的要求。

该绝缘包装技术包括至少一种包装方法、一种具有绝缘包装的电池单元以及一种绝缘包装工站。

在本发明的框架下将简单地设定：电池单元基本上具有长方体的形状，其中，单元的接口被布置在一共同的外侧面上。此外简单地设定：多个电池单元成行列地或以矩阵布局被并排地安装在电池承载件中，在此，在两个或更多个电池单元之间必要时可以发生直接接触。下面所做的说明以及所展示的附图并不局限于这样的构造。相反，该绝缘包装技术可以被应用于任何类型的电池单元及其在电池模块中的相关设置。在绝缘包装的内部可以存在一个或多个切口或自由出口(Freilassungen)，电池单元的一个或多个接口可以经由它们伸出。

根据本发明的绝缘包装由自粘性的柔性绝缘材料来实现，该绝缘材料例如以带或膜的形式存在。从中形成绝缘材料切段，该绝缘材料切段被单级或多级地附着贴靠在电池单元的壳体上并且被折叠贴靠在壳体的各个待覆盖的侧面上。该绝缘包装优选覆盖壳体的至少一个与电池接口相反的侧面(下侧面)以及邻接的周边侧面(特别是侧表面和端部表面)。该绝缘包装可以附加地覆盖壳体上侧面的一部分，在该上侧面上布置有电池接口。上述取决于电池接口的定义“下侧面”、“侧表面和端部表面”以及“上侧面”是纯示例性的选择，用于简化对包装技术的描述。它们并不表示电池单元在包装期间或安装状态下的空间方位已被固定。它们只是示例性地涉及到作为电池单元基础形状的长方体形的本体，并且可以根据其他的基础形状做任意地调整。

前面提到的绝缘包装具有多个优点。通过使用自粘性的材料，绝缘包装将会持久地附着在壳体的待绝缘部分上。由此，在壳体表面与绝缘材料之间不会形成气体集聚，并特别是避免了在电池壳体与绝缘材料之间形成冷凝水。

当电池单元受到外部作用而相对于相邻的电池单元或其他相邻的对象发生运动时，这可能是在外部的力作用和面压力下进行的，则通过这种使绝缘包装附着在电池单元上可以确保，由于刮擦所造成的磨损仅能够发生在绝缘包装的外侧面上，在那里有针对性地配置或者可以配置相应能负载的材料表面。还可以避免绝缘材料的位置变形以及特别是材料的散开、卷起或翻覆。由此，所提出的绝缘包装针对机械影响和气候影响或应力为绝缘提供了较高的耐受性。

绝缘带或绝缘膜可以被构造为单层或多层的。特别是在外侧边缘层中，可以使用能承受高负载的和耐热的以及耐化学的塑料作为绝缘材料。这些塑料的使用寿命和机械强度(特别是弹性和断裂韧性)胜过常用的绝缘漆，并同时具有较低的材料厚度。

由于该绝缘包装是附着地贴靠在电池单元的壳体上，因此被绝缘的电池单元在接下来的电池模块制造过程中能够被容易和简单地处理。在储藏过程中以及在安装期间不再需要特别的机械保护措施，这降低了运输、储藏和制造成本。另外，这些单元在发生故障的情况下可以很容易地实现单个更换。在这里，绝缘材料的附着也起到积极的作用，这是因为由于较高的机械负荷，因此存在很小的对绝缘材料造成无意损坏的危险以及由此带来的针对本领域技术人员的较小的电击危险。

根据电池模块的结构，电池单元的壳体的某些侧面可能会承受特别高的负载。特别是壳体的与另一电池单元直接邻接的下侧面和/或周向侧面，也就是电池单元的一般没有电池触点的侧面。