用于制造用于電動車輛或混合動力車輛的電池組模塊的電化學電池的條帶以及用于制造 ...的制作方法
【專利說明】用于制造用于電動車輛或混合動力車輛的電池組模塊的電化學電池的條帶以及用于制造這種模塊的方法
[0001]本發明主要涉及致力于制造用于電動車輛或混合動力車輛的電池組模塊的電化學電池的系統。
[0002]本發明還涉及用于從這種系統制造這種模塊的方法。
[0003]本發明的技術領域涉及利用包括串聯連接的多個電化學電池的電化學存儲的能量源。這些能量源尤其應用于用于確保電動車輛或混合動力車輛的牽引力的電力電池組。
[0004]電池組包括模塊組件，這些模塊組件自身包括電化學電池的組件。
[0005]在這些電池中，發生可逆電化學反應，該可逆電化學反應當電池組在放電時可以產生電流，或當電池組在充電時存儲能量。具體已知鋰離子型電池組。
[0006]電化學電池可以具有圓柱型、棱柱型或柔性型。在柔性電池技術(通常稱為“軟包電池”)中，各電池包括包含正電極、負電極的金屬板和分離件。各電池還包括正端子和負端子，正端子和負端子各分別連結到相鄰電池的負端子和正端子。
[0007]為了制造電池組模塊，柔性電池彼此疊置。根據疊置是否具有簡單類型(也就是說，電池的正負端子位于模塊的一個且同一側上)，或疊置是否具有交替類型(也就是說，電池的正負端子相對)，以電化學電池精確且沿精確方向并置這樣的方式進行疊置。該堆置由此要求有資格的勞動力并且導致相當多的組裝時間。
[0008]而且，電池組的充電和放電引起產生熱，其可能導致電池劣化。
[0009]目前，因為制造電池堆和添加換熱器的這兩個問題，所以可以證明設置有換熱器的電池組模塊的構造是復雜的。
[0010]在此環境下，本發明首先目標在于能夠簡單地、利用有限組裝時間來制造電池組模塊的系統。
[0011]本發明目標還在于可以制造設置有換熱器的電池組模塊的這種系統。
[0012]為此，本發明的電化學電池的系統基本特征在于包括至少一個支撐條帶，該支撐條帶的表面上設置至少一個電化學電池，該支撐條帶能夠被切割和折疊。
[0013]這樣，支撐條帶可以有利地被折疊，以能夠允許電化學電池附接到一起并制造彼此疊置的電池堆。
[0014]根據執行變型例，支撐條帶可以以這樣的方式被切割:設置在支撐條帶的表面上的電化學電池的長度和數量適用于獲得必要的電池組功率。
[0015]本發明的系統可以還包括孤立地或所有技術上可能的組合考慮的以下可選特征:
[0016]-至少一個支撐條帶，該支撐條帶具有第一區段和第二區段的交替，每一個第一區段的表面上設置至少一個電化學電池，第二區段的表面上沒有任何電化學電池；
[0017]-支撐條帶由此能夠在這些第二區段中被切割和折疊；
[0018]-優選地，所有支撐條帶可以在安裝電化學電池之前被切割和/或折疊；
[0019]-這樣，電化學電池可以設置在支撐條帶的表面上的任意點上，支撐條帶的上面設置了電化學電池的部分形成第一區段，第二區段由支撐條帶的上面未設置電化學電池的部分來限定；
[0020]-支撐條帶的各個第二區段具有使得可以給予支撐條帶蜿蜒(serpentin)形式的長度和柔性特性，該蜿蜒形式包括一連串發夾狀部(Single)。
[0021 ]-各個發夾狀部包括:
[0022]-支撐條帶的大致平行的兩個第一區段；
[0023]-與支撐條帶的第二區段對應的圓弧形式的結合部，該結合部連結支撐條帶的兩個第一區段；
[0024]-在流體入口與流體出口之間延伸的至少一個流體循環導管在支撐條帶的厚度中形成，該支撐條帶然后形成冷卻條帶；這樣，流體循環導管盡可能地靠近要冷卻的電化學電池設置；
[0025]-優選地，支撐條帶的各個第一區段被夾在分別設置在所述第一區段的外側面的表面上的兩個電化學電池之間，支撐條帶的各個第一區段形成雙電池單元；
[0026]-支撐條帶的各個第二區段具有使得可以給予支撐條帶蜿蜒形式的長度和柔性特性，該蜿蜒形式包括一連串發夾狀部。
[0027]-各個發夾狀部包括:
[0028]-兩個大致平行的雙電池單元，各個雙電池單元包括夾在兩個電化學電池之間的支撐條帶的第一區段；
[0029]-與支撐條帶的第二區段對應的圓弧形式的結合部，該結合部連結支撐條帶的兩個雙電池單元；
[0030]-雙電池單元的兩個電池中的至少一個在其與支撐條帶的第一區段相反的面上的彈性板，設置有彈性板的電池和沒有任何彈性板的電池的交替使得可以將至少一個彈性板定位于在折疊支撐條帶的相關第二區段之后相鄰且附接的兩個雙電池單元的彼此支承接觸的兩個電池之間；
[0031]-與各個雙電池單元的兩個電池的支撐條帶的第一區段相反的外側面包括彈性板；
[0032]-該彈性板是泡沫塑料板；
[0033]-支撐條帶包括位于其在電化學電池側上的至少一個面上的與支撐條帶表面接觸的加熱板層，所述加熱板層由此被夾在電池和支撐條帶的相應第一區段之間；
[0034]-該冷卻條帶包括與所述支撐條帶的相反面表面接觸的兩個加熱板層，所述加熱板層由此被夾在電池和支撐條帶的相應第一區段之間；
[0035]-該支撐條帶和該加熱板層被制造成一體；
[0036]-各個加熱板層包括電連結元件，使得可以將位于支撐條帶的一側和同一側上的電化學電池串聯連結；
[0037]-在支撐條帶的厚度中形成有多個流體循環導管；
[0038]-支撐條帶包括多個平行支撐條帶，在各個平行支撐條帶的厚度中形成有在流體入口和流體出口之間延伸的至少一個流體循環導管。
[0039]本發明還涉及一種用于制造電化學電池的模塊的方法，該方法基本特征在于至少包括以下步驟:
[0040]-制造如以上所描述的系統；以及
[0041]-繞著各個第二區段手風琴式折疊支撐條帶，
[0042]這造成電化學電池附接到一起并且產生電池的堆疊。
[0043]有利的是，在手風琴式折疊的步驟之前，根據所產生的電池組模塊中需要的電池數量，在支撐條帶的第二區段中切割電池的系統。
[0044]本發明的其他特征和優點將從以下參照附圖以指示和非限制方式給出的描述而清楚地浮現，在附圖中:
[0045]-圖1是根據第一變型例的本發明的系統的雙電池單元的分解橫截面圖，
[0046]-圖2是根據第一變型例的本發明的系統的雙電池單元的橫截面圖，
[0047]-圖3是根據第二變型例的本發明的電化學電池的系統的立體示意性表示圖，
[0048]-圖4是在電池組模塊的半組裝的位置中表示的第一變型例和第二變型例的本發明的電化學電池的系統的平面圖，
[0049]-圖5是根據第二變型實施方式的本發明的電化學電池的系統制造的電池組模塊的立體示意性表示圖，
[0050]-圖6是在電池組模塊的半組裝的位置中表示的第三變型例的本發明的電化學電池的系統的平面圖，以及
[0051]-圖7是在電池組模塊的半組裝的位置中表示的第四變型例的本發明的電化學電池的系統的平面圖。
[0052]參照圖3，本發明的電化學電池的系統1包括由柔性塑料制成的支撐條帶2，并且在該變型例中包括兩個平行條帶3、4，后面將描述它們的結構。
[0053]支撐條帶2包括長度L1的第二區段5和比長度L1長的長度L2的第一區段6的交替。各個第一區段6被夾在兩個電化學電池7、8之間，由此構成雙電池單元9。本發明的系統1由此包括雙電池單元9和將各個雙電池單元9連結到相鄰單元9的支撐條帶2的第二區段5的交替。
[0054]而且，各個電池7、8在其與第一區段6相反的面10、11上包括泡沫塑料板12、13，其在電池組模塊內的功能將在后面描述。
[0055]參照圖1和圖2，各個雙電池單元9在其中心部中包括支撐條帶2的第一區段6。在該變型例中，支撐條帶2包括單個條帶并且包括五個流體循環導管13，這五個流體循環導管13在其厚度中形成，并且各連結到這些附圖中未表示的流體入口和流體出口。作為變型例，可以為這五個導管提供單個流體入口和單個流體出口，這五個導管將在支撐條帶2的端部處經由彎曲關節連結到一起。
[0056]通常，有利的是，五個流體循環導管13中的流體的循環方向對于這些導管中的至少一些是相反的，以使各個電池7、8的冷卻均勻。
[0057]如參照圖3描述的，支撐條帶2的第一區段6夾在兩個電化學電池7、8之間，其與支撐條帶2相反的面10、11被泡沫塑料板12、13覆蓋。
[0058]而且，根據該變型實施方式，支撐條帶2包括附接到其相反面的兩個加熱板層14、
15。由此，各個加熱板層14、15被夾在電化學電池7、8與支撐條帶2的第一區段6之間。
[0059]該加熱板層14、15使得可以在電池組模塊用在嚴寒氣候條件下時加熱電池7、8。
[0060]而且，雖然圖1和圖2中不可見，但可以使得加熱板層14、15包括電連結元件，該電連結元件使得可以將位于支撐條帶2的一個且同一側上的電化學電池7、8連結。在此構造中，模塊的電池7、8將經由未表示、但本領域技術人員已知的手段進一步平行連結。
[0061]有利地，支撐條帶2和加熱板層14、15被制造成一體。
[0062]形成各個雙電池單元9的所有元件(換言之，支撐