用于在使用电池系统时提高安全性的装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种电池系统(BS)，尤其是锂离子电池系统，包含至少一个电池装置(B)，具有至少一个用于在使用除气装置(E)时提高安全性的装置(V)，其中，除气装置(E)适合用于电池装置(B)的控制的除气和其中，电池装置(B)和装置(V)被一个外壳围住和除气装置(E)被插入一个外壳的壁中和其中，装置(V)在电池装置(B)和除气装置(E)之间这样地产生一个空间间距，在电池装置(B)和除气装置(E)之间保留一个空间，用于将从电池装置(B)中出来的物质排出到电池系统(BS)的环境中。
【专利说明】用于在使用电池系统时提高安全性的装置
[0001]本发明的领域
本发明涉及一种按照独立权利要求的前序部分所述的电池系统以及它的使用。
现有技术
[0002]由现有技术已知电池系统，其中，电池系统具有除气装置，其中，除气装置适合用于排出从电池系统出来的物质。
[0003]本发明的公开
本发明涉及一种电池系统，尤其是锂离子电池系统，包含至少一个电池装置，具有至少一个用于在使用除气装置时提高安全性的装置，其中，除气装置适合用于电池装置的受控制的除气，和其中，电池装置和装置被一个外壳围住和除气装置被插入外壳的壁中。
[0004]电池装置可以是一个电池模块或一个电池单池或一个电化学蓄能器。
[0005]本发明涉及具有独立权利要求的特征部分的特征的一种电池系统，其中，电池系统具有用于在使用除气装置时提高安全性的装置，和其中，除气装置适合用于电池装置的受控制的除气，和其中，电池装置和装置被一个外壳围住，和它的使用。
[0006]本发明的核心在于，装置在电池装置和除气装置之间这样地产生一个空间间距，在电池装置和除气装置之间保留一个空间，用于排出从电池装置出来的物质到电池系统的环境中。
[0007]这种情况，即装置在电池装置和除气装置之间这样地产生一个空间间距，即在电池装置和除气装置之间保留一个空间，用于排出从电池装置出来的物质到电池系统的环境中，导致按照本发明的优点，即能够不受阻碍地和尽可能最快地排放从电池装置中出来的物质。通过不受阻碍的和尽可能最快的排出从电池装置中出来的物质，减小了位于电池系统的环境中的人员或物品受损的可能性。
[0008]本发明的背景是，除气装置，在该除气装置中物质在其排出中受到阻碍并且因此被延迟地排出到电池系统的环境中，具有比这样的除气装置更高的受损可能性，在这样的除气装置中物质不受到阻碍地并且因此更快地排出到电池系统的环境中。通过在电池装置和除气装置之间留出一个空间，在很大程度上实现从电池装置中出来的物质的不受阻碍的排放。电池系统，在该电池系统中物质由于受阻而要比规定的较慢地排出，可以通过物质的作用而受损并且对在这种电池系统的环境中的人员或物品产生危险。尤其是由于通过物质的作用产生的压力可以导致电池系统爆裂。
[0009]此外按照本发明在机动车，尤其是汽车中使用电池系统。此外可以设想，尤其是在航海、航空和航天或在蓄能器中、在风力发电设备中、在太阳能设备中或在紧急供电机组中使用电池系统。
[0010]本发明的其它的有利的实施方式是从属权利要求的主题。
[0011]相应于本发明的一个有利的实施方式，一个空间间距是0.0Olm至0.1m，尤其是
0.005m 至 0.015m 的距离。
[0012]相应于本发明的另一个有利的实施方式，除气装置是爆破片或爆破隔膜或爆破阀门或超压阀。在此情况下，除气装置适合用于通过力的作用或压力的施加来打开以及将来自电池装置的物质排放到电池系统的环境中。
[0013]相应于本发明的另一个有利的实施方式，用于在使用除气装置时提高安全性的至少一个装置适合用于依据电池装置的状态，尤其是电池装置的物理变化和/或在电池装置内部中存在的压力产生在除气装置上的力作用。在此情况下，该力作用导致打开除气装置。一个示例性的压力为2bar至lObar。
[0014]该情况，即用于在使用除气装置时提高安全性的至少一个装置适合用于依据电池装置的状态，尤其是电池装置的物理变化和/或在电池装置内部中存在的压力产生在除气装置上的力作用，导致按照本发明的优点，即用于在使用除气装置时提高安全性的至少一个装置可以依据需要地作用于除气装置。
[0015]该情况，即该力作用导致打开除气装置，此外导致按照本发明的优点，即从电池装置中出来的并且具有潜在危险的物质被及时地排出电池系统。通过及时地排出该物质，位于电池系统的环境中的人员或物品的受损的可能性被降低。
[0016]按照本发明的另一个有利的实施方式，用于在使用除气装置时提高安全性的至少一个装置适合用于依据电池装置的状态，尤其是电池装置的物理变化和/或在电池装置内部中存在的压力，施加压力到除气装置上。在此情况下，施加压力到除气口适合于打开除气装置。电池装置的物理变化尤其涉及例如通过事故造成的电池装置的塑性改变。伴随着电池装置的塑性改变，产生电池装置受损的可能性，并且伴随着电池装置受损的可能性，位于电池系统的环境中的人员或物品的受损的可能性增大。
[0017]相应于本发明的另一个优选的实施方式，用于在使用除气装置时提高安全性的至少一个装置对于从电池装置出来的物质是可透过的。从电池装置出来的物质尤其是气体。
[0018]相应于本发明的另一个优选的实施方式，用于在使用除气装置时提高安全性的至少一个装置是电绝缘的。该情况，即对用于在使用除气装置时提高安全性的至少一个装置进行电绝缘，导致减小在电池系统中的电短路的发生可能性。
[0019]附图简述
以下借助于实施例解释本发明，从这些实施例中可以得到其它的发明特征，但是本发明在其范围上不限于这些实施例。实施例在附图中示出。
[0020]附图所示:
图1是按照第一实施方式的按照本发明的电池系统的示意图，其包含至少一个电池装置和至少一个用于在使用除气装置时提高安全性的装置；
图2是按照第二实施方式的按照本发明的电池系统的示意图，其包含至少一个电池装置和至少一个用于在使用除气装置时提高安全性的装置；
图3是按照第三实施方式的按照本发明的电池系统的示意图，其包含至少一个电池装置和至少一个用于在使用除气装置时提高安全性的装置。
[0021]在图1中示意地示出按照第一实施方式的按照本发明的电池系统，其包含至少一个电池装置和至少一个用于在使用除气装置时提高安全性的装置。用BS表示电池系统，尤其是锂离子电池系统。用B表示电池装置，用V表示用于在使用除气装置时提高安全性的装置和用E表示除气装置，其中，除气装置E适合用于电池装置B的控制的除气。用O表示除气装置E的打开装置，其适合用于在压力作用下打开和用于排放从电池装置B出来的物质。
[0022]装置V适合用于这样地产生在电池装置B和除气装置E之间的一个空间间距，即在电池装置B和除气装置E之间保留一个空间，用于在电池装置B的物理变化情况下也可靠地排出从电池装置B出来的物质到电池系统BS的环境中。在电池装置B和除气装置E之间的该空间间距借助于用ASH表示的间隔体产生。间隔体ASH例如由塑料或金属构成。装置V尤其可以具有两个或更多个间隔体ASH。用D表示在装置V中的开口，开口D适合用于从电池装置B出来的物质的通流。
[0023]装置V尤其可以由塑料绝缘体制成。
[0024]用EE表示电极元件。电极元件EE是电池装置B的一个部件并具有两个电极和在电极之间布置的分隔器。装置V尤其适合在电极元件EE和除气装置E之间产生一个空间间距。用S表示电流导出器，电流导出器S适合用于从电池装置B，尤其是从电极元件EE中导出电流。
[0025]用A表示电池装置B的阳极，用K表示电池装置B的阴极。用AOV表示在装置V中的开口，其适合用于通插阳极A。用KOV表示在装置V中的开口，其适合用于通插阴极K。用AOE表示在除气装置E中的开口，其适合用于阳极A。用KOE表示在除气装置E中的开口，其适合用于阴极K。
[0026]按照第一实施方式的按照本发明的电池系统B例如适合用于在机动车，尤其是在汽车中使用。此外可以设想电池系统B尤其是在航海、航空和航天中或在蓄能器中、在风力发电设备中、在太阳能设备中或者在紧急供电机组中使用。
[0027]在图2中示意地示出按照第二实施方式的按照本发明的电池系统，包含至少一个电池装置，具有至少一个用于在使用除气装置时提高安全性的装置。用BS表示电池系统，尤其是锂离子电池系统。用B表示电池装置，用V表示用于在使用除气装置时提高安全性的装置和用E表示除气装置，其中，除气装置E适合用于电池装置B的控制的除气。用A表示电池装置B的阳极，用K表示电池装置B的阴极。
[0028]装置V适合用于在电池装置B和除气装置E之间这样地产生一个空间间距，在电池装置B和除气装置E之间保留一个空间，用于排出从电池装置B出来的物质到电池系统BS的环境中。装置V尤其可以由塑料绝缘体制成。用EE表示电极元件。电极元件是电池装置的部件并具有两个电极和在电极之间布置的分隔器。装置V尤其是适合用于，在电极元件EE和除气装置E之间产生一个空间间距。用S表示电流导出器，电流导出器S适合用于从电池装置B，尤其是从电极元件EE中导出电流。用W表示电极元件EE的绕组轴。应该从电极元件EE中排出的物质可以在平行于绕组轴W的方向R上离开电极元件EE。在物质离开电极元件EE之后，它们沿着用P表示的流动路径流动。由于通过电池装置B的受损可以导致电极元件EE的体积增大，因此这可以导致电极元件EE在除气装置E的方向上膨胀。装置V作为间隔体在很大程度上保证物质的不受阻碍的排放的可能。
[0029]按照第二实施方式的按照本发明的电池系统B例如适合用于在机动车中，尤其是在汽车中使用。此外可以设想，尤其是在航海、航空和航天或在蓄能器中、在风力发电设备中、在太阳能设备中或在紧急供电机组中使用电池系统B。
[0030]在图3中示意示出按照第三实施方式的按照本发明的电池系统，包含至少一个电池装置，具有至少一个用于在使用除气装置时提高安全性的装置。用BS表示电池系统，尤其是锂离子电池系统。用B表示电池装置，用V表示用于在使用除气装置时提高安全性的装置和用E表示除气装置，其中，除气装置E适合用于电池装置B的控制的除气。用O表示除气装置E的打开装置，其适合用于在压力作用下打开和适合用于排放从电池装置B出来的物质。用AOE表示在除气装置E中的开口，其适合用于通插电池装置B的没有示出的阳极。用KOE表示在除气装置E中的开口，其适合用于通插电池系统的没有示出的阴极。
[0031]装置V适合用于在电池装置B和除气装置E之间这样地产生一个空间间距，即在电池装置B和除气装置E之间保留一个空间，用于排出从电池装置B出来的物质到电池系统BS的环境中。装置V可以尤其由塑料绝缘体制成。
[0032]用M表示机械的爆破元件开启器，其中，机械的爆破元件开启器M适合用于传递力作用到除气装置E上和/或施加压力到除气装置E上。通过传递力作用或施加压力到除气装置E上，除气装置E被打开和从电池装置B出来的物质可以经由除气装置E排出。除气装置E尤其可以是爆破元件，爆破片，爆破隔膜或爆破阀门。爆破元件开启器M例如可以这样地作用于除气装置E，即导致除气装置E的可逆的或不可逆的打开。除气装置E在此例如可以通过爆破元件开启器M加压或弯曲或拆开。爆破元件开启器M可以具有棱柱的形状。爆破元件开启器M此外例如可以具有椎体或多面体的形状。爆破元件开启器M例如可以由塑料或金属制成。
[0033]在电池装置B和除气装置E之间的空间间距借助于用ASH表示的间隔体产生。间隔体ASH可以例如具有圆柱体的形状。间隔体ASH可以例如由金属或塑料制成。
[0034]用EE表示电极元件。电极元件是电池装置的部件并具有两个电极和在电极之间布置的分隔器。装置V尤其是适合产生一个在电极元件EE和除气装置E之间的空间间距。
[0035]用W表示电极元件EE的绕组轴。应该从电极元件EE中排出的物质可以在平行于绕组轴W的方向上离开电极元件EE。在物质离开电极元件EE之后，它们流向除气装置E。由于通过电池装置B的受损可以导致电极元件EE的体积的增大，这可以导致电极元件EE在除气装置E的方向上的膨胀。装置V作为间隔体在很大程度上保证不受阻碍地排放物质的可能性。
[0036]由于出现电极元件EE的体积的增大，可以导致出现电极元件EE的体积的增大的压力被直接地传递到除气装置上。借助于爆破元件开启器M到除气装置E上的压力的传递和与此伴随的压力的施加导致除气装置E和尤其是打开装置O的打开。除气装置E和尤其是打开装置O的开口用于不受阻碍地排放物质。
[0037]按照第三实施方式的按照本发明的电池系统B例如适合用于在机动车中，尤其是在汽车中使用。此外可以设想，尤其是在航海、航空和航天或在蓄能器中、在风力发电设备中、在太阳能设备中或在紧急供电机组中使用电池系统B。
【主权项】
1.电池系统(BS)，尤其是锂离子电池系统，包含至少一个电池装置(B)，具有至少一个用于在使用除气装置(E)时提高安全性的装置(V)，其中，除气装置(E)适合用于电池装置(B)的受控制的除气，和其中，电池装置(B)和装置(V)被一个外壳围住和除气装置(E)被插入外壳的壁中，其特征在于，装置(V)在电池装置(B)和除气装置(E)之间这样地产生一个空间间距，在电池装置(B)和除气装置(E)之间保留一个空间，用于将从电池装置(B)中出来的物质排出到电池系统(BS)的环境中。2.根据权利要求1所述的电池系统(BS)，其特征在于，涉及一个从0.0OIm至0.lm，尤其是0.005m至0.015m的空间间距。3.根据前述权利要求中任一项所述的电池系统(BS)，其特征在于，除气装置(E)涉及一种爆破片或爆破隔膜或爆破阀门或超压阀并且除气装置(E)适合用于通过力的作用或施加压力，尤其是2bar至1bar的压力，打开，以及用于将来自电池装置(B)的物质排放到电池系统(BS)的环境中。4.根据前述权利要求中任一项所述的电池系统(BS)，其特征在于，用于在使用除气装置(E)时提高安全性的至少一个装置(V)适合用于依据电池装置(B)的状态，尤其是电池装置(B)的物理变化和/或在电池装置(B)的内部中存在的压力，产生到除气装置(E)上的力作用和其中，该力作用导致除气装置(E)的打开。5.根据前述权利要求中任一项所述的电池系统(BS)，其特征在于，用于在使用除气装置(E)时提高安全性的至少一个装置(V)适合用于依据电池装置(B)的状态，尤其是电池装置(B)的物理变化和/或在电池装置(B)的内部中存在的压力，尤其是2bar至1bar的压力，施加压力到除气装置(E)上和其中，该压力的施加适合用于打开除气装置(E)。6.根据前述权利要求中任一项所述的电池系统(BS)，其特征在于，用于在使用除气装置(E)时提高安全性的至少一个装置(V)对于从电池装置(B)中出来的物质是可透过的。7.根据前述权利要求中任一项所述的电池系统(BS)，其特征在于，用于在使用除气装置(E)时提高安全性的至少一个装置(V)是电绝缘的。8.根据前述权利要求中任一项所述的电池系统(BS)在机动车中，尤其是在汽车中的使用。
【文档编号】H01M2/12GK105960720SQ201480075188
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2014年12月30日
【发明人】C.齐尔克, M.里弗勒
【申请人】罗伯特·博世有限公司