[发明专利]电池单元的堆叠及其组装方法、电池模块和车辆

说明书

本发明提供了一种用于组装电池单元的堆叠的方法、一种电池单元的堆叠、一种电池模块以及一种包括电池包的车辆，该电池包包括至少一个电池模块。该堆叠中的电池单元布置为使得它们的纵向侧彼此邻接，该方法在生产线上进行并包括以下步骤：(S1)提供用于操作电池单元的第一装置单元；(S2)提供第二装置单元，第二装置单元用于支撑间隔物薄片的辊并将间隔物薄片组装到电池单元，间隔物薄片是自粘的并具有300μm至550μm的厚度；以及(S3)通过第二装置单元将来自间隔物薄片的辊的间隔物条粘附在每个电池单元的两个纵向侧上，其中间隔物条适配为使得各纵向侧的中央部分保持未被覆盖。

技术领域

本发明涉及一种用于组装电池单元的堆叠的方法、一种电池单元的堆叠、一种电池模块以及一种包括电池包的车辆，该电池包包括至少一个电池模块。

背景技术

近年来，用于货物和人员的运输的车辆已经被发展为使用电力作为运动力源。这样的电动车辆是使用存储在可充电电池中的能量的由电动机驱动的汽车。电动车辆可以仅由电池供电，或者可以是由例如汽油发电机供电的混合动力车辆的形式。此外，车辆可以包括电动机和常规内燃机的组合。通常，电动车辆电池(EVB)或牵引电池是用于为电池电动车辆(BEV)的推进提供动力的电池。电动车辆电池因为其被设计为在持续的时间段提供电力而不同于启动电池、照明电池和点火电池。可再充电电池或二次电池与一次电池的不同之处在于，它能够被反复地充电和放电，而后者仅提供化学能到电能的不可逆转换。低容量可再充电电池用作小型电子设备(诸如蜂窝电话、笔记本计算机和便携式摄像机)的电源，而高容量可再充电电池用作混合动力车辆等的电源。

通常，可再充电电池包括：电极组件，包括正电极、负电极以及插设在正电极和负电极之间的间隔物；接收电极组件的壳；以及电连接到该电极组件的电极端子。电解质溶液被注入到壳中以使得能够通过正电极、负电极和电解质溶液的电化学反应对电池进行充电和放电。壳的形状(例如圆柱形或矩形)取决于电池的预期用途。锂离子(和类似的锂聚合物)电池，通过其在膝上型电脑和消费电子产品中的使用而广为人知，在开发的最新的一组电动车辆中占主导地位。

可再充电电池可以用作由串联和/或并联联接的多个单位电池单元形成的电池模块从而提供高能量密度，特别地，用于混合动力车辆的电动机驱动。也就是，取决于所需的电量并且为了实现高功率的可再充电电池，电池模块通过互连多个单位电池单元的电极端子而形成。

电池包是一组任意数量的(优选地，相同的)电池模块。它们可以串联、并联或两者混合来配置以提供所需的电压、容量或功率密度。电池包的部件包括各个电池模块以及在它们之间提供导电性的互连。

这样的电池包的机械集成要求(例如电池模块的)各个部件之间以及在它们与车辆的支撑结构之间的适当的机械连接。这些连接必须在电池系统的平均使用寿命期间保持正常工作并节省空间。此外，必须满足安装空间和互换性要求，尤其是在移动应用中。

电池模块的机械集成可以通过提供载体框架并通过将电池模块安置在其上来实现。固定电池单元或电池模块可以通过框架中的装配凹陷或通过机械互连件(诸如螺栓或螺钉)来实现。备选地，电池模块通过将侧板紧固到载体框架的侧面而被限制。此外，盖板可以被固定在电池模块的顶上和在电池模块下面。

电池包的载体框架被安装到车辆的承载结构。在电池包将被固定在车辆的底部处的情况下，机械连接可以通过例如穿过电池包的载体框架的螺栓而从底侧建立。框架通常由铝或铝合金制成以减轻该构造的总重量。

尽管任何模块化的结构，根据现有技术的电池系统通常包括电池壳体，该电池壳体用作外壳以密封该电池系统免受环境的影响并提供对电池系统的部件的结构保护。带有壳体的电池系统通常被整个地安装到其应用环境中，例如电动车辆中。因此，有缺陷的系统零件(例如有缺陷的电池子模块)的更换需要拆卸整个电池系统并首先拆除其壳体。于是，甚至小和/或廉价的系统零件的缺陷也可能导致整个电池系统的拆卸和更换以及其单独维修。由于高容量电池系统昂贵、大且重，所以上述过程证明是麻烦的，并且体积大的电池系统的储存(例如在技工车间中)变得困难。