[发明专利]用于制造具有多个电池电芯的电池模块或电池系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造具有多个电池电芯的电池模块或电池系统的方法，以及涉及根据此方法制造的电池模块或电池系统。

背景技术

电池模块或电池系统包括可再充电的电蓄能器，该蓄能器在便携式消费电子设备和其它应用中的用途广泛，例如在部分或全部电驱动的机动车辆中。在汽车应用中，电池模块和电池系统以及特别是锂离子电池模块或电池系统被视为车辆驱动系统的电气化的关键技术。为此，需要具有高容量的电池模块和电池系统，优选具有不小于2或3Ah的容量。为此，这种高容量的电池模块和电池系统以及特别是锂离子电池模块和电池系统根据应用具体情况模块化地构造并且包括多个串联或并联地电连接的电池电芯。

对于这种技术的成功建立的一个重要的方面特别是在于，这些电池模块或电池系统能够经济且高效地制造。另一方面在于，此电池模块或电池系统尽可能地轻，使得装备有这些电池模块或电池系统和/或由这些电池模块或电池系统驱动的机动车辆在其效能方面受到的限制尽可能少。

在现有技术中描述的电池模块或电池系统、特别是高容量的锂离子电池模块或电池系统由复杂的方法制造，其中各个元件在大多数情况下以多重封装的方式存在，以实现组成部分的充分的固定、密封和/或绝缘。由此，所得到的电池模块和电池系统的制造昂贵、低效并且相对较重。

发明内容

根据本发明，提供一种用于制造具有多个电池电芯的电池模块或电池系统、特别是高容量电池模块或电池系统的方法，其避免或克服了所述现有技术的一个或多个缺点。

根据本发明的方法原则上包括以下步骤：

-提供多个电池电芯；

-借助电芯连接件将电池电芯互连以及在必要时进行布置，成为电池模块结构或电池系统结构；

-设置电池模块-端子或电池系统-端子；

-通过包覆模制将电池模块或电池系统的所有电池电芯封装在一个共同的、必要时为单件式的合成材料护套中，使得电池模块或电池系统的电池电芯和电芯连接件基本上完全地被合成材料护套包围，其中电池模块-端子或电池系统-端子保持可从外部接触。

根据本发明的方法使得，电池模块或电池系统的电池电芯嵌入在一个共同的合成材料护套中，从而合成材料护套用作电池模块或电池系统的共同壳体并且不再需要将元件额外封装在在其它单独壳体(例如铝制壳体)中。通过电池电芯嵌入在一个共同的、必要时为单件式的合成材料护套中，减小了由生产决定的非密封部位或泄漏的发生几率。要检查泄漏的零件和位置的数量也减少，因为不存在接合位置、焊缝或粘结位置。由此，总体上减小了待装配部件的数量，降低了加工成本并减小了过程中的错误几率。通过将各个电池电芯以及电芯连接件都完全地包含在共同的合成材料护套中，也实现了简化且改进的电芯电位的绝缘。

根据本发明的方法涉及具有多个电池电芯的电池模块或电池系统的制造。在此处，电池模块或电池系统理解为对电网或负载供给电能的装置，其包括具有至少一个电化学蓄能器的电池。蓄能器可以理解为用于本发明目的的通过电化学过程存储能量的任何蓄能器。蓄能器特别是如下地理解：其包含多个串联连接和/或必要时也并联连接的蓄电池电芯和/或电池电芯。电池模块或电池系统优选包括锂离子电芯类型的电池电芯，特别是如下类型：Li-Ion-锂离子蓄电池、LiPo-锂聚合物蓄电池、LiFe-锂金属蓄电池、Li-Mn-锂锰蓄电池、LiFePO₄-磷酸铁锂蓄电池、LiTi-钛酸锂蓄电池。电池模块或电池系统总是具有多个电池电芯，这些电池电芯联合成功能单元。为此，电池模块或电池系统的各个电池电芯借助设置在端子上的电芯连接件导电地彼此连接，从而实现期望的电池模块或电池系统结构。一个电池系统可以具有一个或多个电池模块。

除了多个电池电芯之外，电池系统可以包括其它组成部分，例如冷却系统、用于关断电池系统或用于将电池系统与电网的其余部分分离的安全装置、和/或可以包括调节及控制单元的电池管理系统，这些调节及控制单元用于操作、用于受控地充电和放电以及用于监控电池的安全。

电池模块或电池系统优选为锂离子电池模块或系统，特别是标称容量≥2Ah、优选≥3Ah的锂离子电池模块或系统。

在根据本发明的方法中，首先提供多个电池电芯。电池电芯在大多数情况下具有卷包，该卷包包括被分隔层分开的两个电极。两个电极分别与从外部可接触的端子导电地连接。电池电芯可以分别单独地涂覆。为此，电池电芯例如可以分别密封在合成材料中、用铝箔包围和/或焊封在箔中，并提供这种电池电芯。