[发明专利]用于电池模块的夹紧装置、电池模块和机动车

说明书

本发明涉及一种用于夹紧具有多个在堆垛方向(x)上并排布置的电池单体(16)的单体堆(14)的夹紧装置(12)，其中，夹紧装置具有用于将夹紧装置固定在电池壳体上的至少一个固定元件(24)、第一端板单元(18)和第二端板单元(18)，其中，至少第一端板单元包括与至少一个固定元件固定地相连接的端板(22)和变形板(20)。在此，变形板(20)构造成，可通过在单体堆容纳在夹紧装置中的情况下由于单体堆的至少一个电池单体(16)的胀大而施加到变形板上的变形力(F)使变形板变形，其中，端板和变形板布置成彼此间隔开且不接触，并且通过至少一个联接元件(30)相互连接成，使得变形力至少大部分不能传递到端板上。

技术领域

本发明涉及一种用于拉紧单体堆的夹紧装置，单体堆具有多个在堆垛方向上并排布置的电池单体，其中，夹紧装置具有用于将夹紧装置尤其是连同容纳在其中的单体堆一起固定在电池壳体上的至少一个固定元件，其中，夹紧装置还具有用于在堆垛方向上在两侧限制单体堆的第一端板单元和第二端板单元。在此，至少第一端板单元包括第一端板和第一变形板，其中，第一端板与至少一个固定元件固定地相连接。本发明也包括一种具有这种夹紧装置的电池模块，以及具有这种电池模块的机动车。

背景技术

通常在装配时预紧具有棱柱形单体或软包单体的电池模块，也就是说，将预紧力施加到单体堆上并且随后通过壳体或机械的绷带固定该单体堆。单体堆的这种拉紧用作抵抗单体快速老化的措施，并且由此实现八年的长的使用寿命和保修期，或者高达15年的使用寿命。这种夹紧装置例如可通过在两侧限制单体堆的端板或端板单元来提供，这些端板或端板单元例如可通过在侧面在堆垛方向上伸延的夹紧带等而相互拉紧。单体通常随着这种电池模块的使用寿命而膨胀，也就是说，模块内的压力升高。因此，为使该压力不会过度危险地增加，应力的一部分作为在夹紧板或端板中的变形被消除或补偿。此时，产生不仅作用到单体上而且作用到壳体上的且导致弹性或塑性变形的力，该力尤其也导致组件的非故意的变形。通常，目前的夹紧板纯机械地实施并且自身变形或被相应地挤压。在此，出现不期望的变形或结构空间问题，并且导致电池模块的长度增长。利用这种端板或端板单元，也可设置固定元件，固定元件用于将夹紧装置或整个电池模块例如固定在电池壳体中或相应的框架上。由此，由于所描述的膨胀和变形问题，电池模块的固定点也可相应地移动，这相应地不利地作用到电池模块在整个电池或电池壳体内的固定部上。

在这方面，例如文献US 2011/0262797 A1描述了一种具有夹紧装置的电池模块，夹紧装置同样具有两个在堆垛方向上在两侧限制一个单体堆的端板单元，其中，这种端板单元例如可具有端板和附加的在端板和单体堆之间直接布置在端板上的弹性板。在此，弹性板起到弹簧的作用，以便在电池单体胀大时为其如所描述的那样提供避让方案，并且尽管如此将反作用力施加到电池单体上。由于在此所述弹簧板也直接布置在端板上，必然导致从弹簧板向端板的力传递，这又可能导致该端板的以上描述的不期望的变形。

此外，文献US 2017/0352850 A1也描述了具有夹紧装置的电池模块，夹紧装置又包括在两侧限制单体堆的端板单元。端板单元又由多个单板和元件组成。例如，这种单元首先可具有在单体堆和外部的板之间的绝缘板，其中，两个最外部的板应具有不同的材料性能，以优化该布置结构的重量和刚度。在该布置结构中，在电池单体胀大的情况中也不可避免，这种胀大可导致相应端板的不期望的变形。这种变形尤其是仅当最外部的端板例如相应地构造成刚性的时才能避免，然而这带来这种电池模块的成本和重量增加。

此外，文献EP 2 958 165 A1也描述了一种具有端板的电池模块，这些端板在两侧限制由多个电池单体组成的单体堆。在各个端板和单体堆之间，在此布置有弹性板。该弹性板也在一侧通过端板支撑，由此，作用到该弹性板上的力也直接作用到端板上，并且相应地可再次导致以上所述的不期望的变形。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种用于拉紧单体堆的夹紧装置、一种电池模块以及一种机动车，其实现，在容纳在夹紧装置中的单体堆的电池单体膨胀时，以尽可能有效的方式避免端板的不期望的变形或者至少减小端板的不期望的变形的程度。