[發明專利]用于機動車電池的電池單體、電池和機動車

有效

• 申請號: 201680010662.4
• 申請日: 2016-02-16
• 公開（公告）號: CN107251273B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: M·辛特伯格;B·海倫塔爾
• 申請（專利權）人: 奧迪股份公司
• 主分類號: H01M2/34
• 分類號: H01M2/34;H01M10/42;H01M10/48;H01M10/0525
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 金林輝;吳鵬

本發明涉及一種用于機動車電池的電池單體(10)，其包括：電池單體殼體(12)，其中容納有電元件(14)。經由兩個電氣連接端(20，22)電池單體(10)可以與電池的另一電池單體電氣連接。電池單體(10)包括至少一個開關元件(24，26)，其被構造成用于中斷和建立在電元件(14)的引出頭(16，18)與至少一個電氣連接端(20，22)之間的導電連接。此外本發明還涉及一種具有多個這樣的電池單體(10)的電池以及具有電池的機動車。

技術領域

本發明涉及一種用于機動車電池的電池單體。電池單體包括電池單體殼體，在該電池單體中容納有電元件/電化學元件(galvanisches Element)。電池單體經由兩個電氣連接端可以與電池的至少一個另外的電池單體電氣連接。此外本發明還涉及一種具有多個這樣的電池單體的電池和一種具有電池的機動車。

背景技術

由現有技術例如文獻DE 10 2010 045 037 A1已知的是，將多個電池單體連接為一個電池以便提供特定的電壓或特定的電流。這樣的電池當今特別是用作機動車例如電動車或混合動力車輛中的牽引用電池，以用于提供電驅動能。

在由現有技術已知的電池單體的連接端或電池極上在正常情況下存在電壓。假如現在多個電池單體連接為串聯電路，那么可以由此產生高的和危險的電壓。例如用于機動車的牽引用電池可以提供幾百伏特的電壓。相應地必須采取特別的安全措施，以便在電池運行中和在制造中避免人員危險。亦即存在如下可能，即出現短路或危險的電弧。同時例如由于短路可能突然釋放巨大的能量。

發明內容

因此本發明的任務在于，實現一種開始所述類型的電池單體、電池和機動車，其能實現特別安全的運行。

該任務通過具有權利要求1的特征的電池單體、具有權利要求9的特征的電池以及具有權利要求10的特征的機動車來解決。具有本發明的適宜改進的有利設計方案在從屬權利要求中給出。

按照本發明的電池單體具有至少一個開關元件，其被構造成用于中斷和用于建立在電元件的引出頭與電氣連接端中的至少一個之間的導電連接。那么可以借助于至少一個開關元件選擇性地中斷或建立導電連接。這允許無電壓地切換電氣連接端中的至少一個，并且在設有兩個開關元件的情況下無電壓地切換兩個電氣連接端。因此可以負責用于，在電池單體的電氣連接端上僅僅當期望的情況下才存在電壓。這能實現電池單體的特別安全的運行和旁路。亦即可以無危險地處理電池單體，該電池單體的電氣連接端無電壓地被切換。再者在出現電池單體故障時可以斷開在引出頭與電氣連接端中的至少一個之間的連接。由此可以由該電池單體不再產生危險，并且運行是特別安全的。

電元件優選被構造成二次電池單體，其能放電以給電氣部件供電并且在放電之后又能充電。在此電元件以自身已知的方式包括例如金屬薄膜形式的引出頭，其以電元件的電極的電化學活性材料被覆層。此外設有電解質以及將電化學活性材料相互分開的隔離器。在這樣的電元件中可以堆疊地、折疊地或纏繞地存在引出頭，從而電元件也稱為電池單體堆或電池單體卷。

優選地，第一開關元件設置在電元件的第一引出頭與電氣連接端之一之間而第二開關元件設置在第二引出頭與電池單體的兩個電氣連接端中的另一個之間。通過設有分別一個配設給相應的引出頭或相應的電氣連接端的開關元件，可以確保電元件與電池的另外的電池單體的安全分離。

特別有利的是，電池單體殼體由導電材料如例如鋁形成。那么亦即可以對于電元件導電接觸電池單體殼體的情況，避免出現通過電氣連接端中之一的短路電流。也可以發生的是，在一個電池單體與另一電池單體之間或在電池單體內電絕緣是故障的。通過打開兩個開關元件，亦即通過中斷在相應引出頭元件與相應電氣連接端之間的導電連接，那么可以確保：該在絕緣方面出故障的電池單體與其他電池單體電氣分離。