[发明专利]用于机动车电池的电池单体、电池以及机动车

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机动车电池的电池单体，该电池单体具有电元件、用于容纳电元件的电池单体壳体和用于监测电池单体的至少两个微电子电路。本发明还涉及一种电池以及机动车。

背景技术

在已知的电池单体中通常在电池单体壳体中分别布置一个电元件。为了提供确定的电压或确定的电流可将多个电池单体联接成电池。如今，这种电池尤其作为牵引电池应用在机动车中、例如电动车辆或混合动力车辆中以用于驱动机动车。然而，在机动车中使用该电池时，该电池必须满足一定的要求。因为牵引电池可提供几百伏特电压，必须有特殊的安全措施，以用于例如避免对人员造成危害。此外，必须确保电池的高度可支配性。这种高度可支配性尤其与电池的受损程度或老化相关。因为电池单体受制造决定在其容量及其内阻方面有波动，因此电池单体通常具有不同的充电和放电速度。对此，在单个单体例如被深度放电或过量充电时会损坏电池。

由现有技术已知用于监测电池或各个电池单体的措施。DE 10 2010 011 740 A1揭示了一种电池，在该电池中通过传感器检测单个电池单体的状态并且无线地发送给上级的中央单元。在WO 2012/034045 A1中描述了一种电池监测系统，在该电池监测系统中在电池单体上或中安装测量装置。WO 2004/047215 A1也公开了一种电池管理系统，在其中为了延长电池的使用寿命而监测该电池的物理特性。

但是因为在机动车中仅有限的结构空间可用，所以电池及其电子部件在机动车中的集成是很大的挑战。

发明内容

本发明的目的是尽可能节省空间地集成微电子电路，以对电池单体进行监测，从而使电池单体的空间需求最小化。

根据本发明，该目的通过具有根据独立权利要求的特征的电池单体、电池以及机动车实现。本发明的有利的实施方式是从属权利要求、说明书和附图的主题。

根据本发明的用于机动车电池的电池单体包括电元件、用于容纳电元件的电池单体壳体和用于监测电池单体的至少两个微电子电路。此外，至少两个微电子电路中的第一微电子电路被施加在第一载体上并且至少两个微电子电路中的第二微电子电路被施加在第二载体上。对此，两个载体彼此叠置并因此形成堆叠结构，从而第一载体的上侧面对第二载体的底侧。

电元件尤其构造成二次电池，其可放电以用于为电气部件供电并且在放电之后可再次充电。对此，电元件按已知的方式包括两个电极和电解液。电元件布置在电池单体壳体中，电池单体壳体例如由铝制成。对此，电元件可相对于电池单体壳体电绝缘。为此，例如可将绝缘材料布置在电池单体壳体的壁的内侧和电元件之间。为了给电气部件供给由电池单体提供的电压和/或为了连接电池单体与另一电池单体，对此电池单体壳体具有两个尤其暴露的电池极或电池连接端，其中各电池极分别与电元件的电极电连接。

为了监测电池单体，电池单体具有至少两个微电子电路。设有微电子电路的电池单体也可称为智能的电池单体。对此，每一个微电子电路可包括至少一个所谓的单芯片系统或SoC(片上系统)。在这种单芯片系统中，系统的各种功能，例如以集成电路(IC-Integrated Circuit)的形式集成或结合或编程在共同的芯片或半导体基底上。该系统或集成电路可包括不同的元件或部件，例如半导体结构元件、逻辑电路、时钟发生器、有源的和无源的结构元件、传感器或FPGAs(现场可编程门阵列Field Programmable Gate Arrays)，其被联接在一起提供确定的功能。对此多个集成电路或单芯片系统可经由微电子电路的导线彼此电连接。

根据本发明，此时每一个微电子电路都布置在单独的载体上。载体例如可设计成电路板。对此，电路板可不仅在单侧而且可在两侧配置相应微电子电路的芯片和导线。例如电路板可构造成柔性电路板，所谓的PCB薄膜(PCB印刷电路板)。PCB薄膜在具有高的机械弯曲负荷能力以及高的温度负荷能力的同时，具有特别低的重量以及特别小的厚度。但是也可设置成，将电路板构造成所谓的注塑成型的电路载体或MID(模塑互连器件Molded Interconnect Devices)。这种载体通常是注塑成型的塑料构件，其也根据特殊的方法被施加金属导线。对此，塑料构件尤其构造成三维的或塑性的构件。因此，实施成MID的载体特别柔韧。