具有監(jiān)測電路的電池電芯的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池電芯，其包括電池電芯殼體和電池電芯殼體罩蓋以及監(jiān)測電路，其中，監(jiān)測電路直接安裝到電池電芯殼體上。
【背景技術(shù)】
[0002]將呈現(xiàn)出的是，在將來不僅在靜止的應(yīng)用(例如風(fēng)力設(shè)備)中而且在車輛(例如混合動(dòng)力車輛和電動(dòng)車)中越來越多地使用新的電池系統(tǒng)。在此，從目前來看非常有前途的是使用鋰離子電池或鋰離子電池電芯。
[0003]鋰離子電池電芯對濕氣的侵入非常敏感。由于所要求的高的使用壽命通常大于10年，用于使用在車輛中的現(xiàn)有技術(shù)的電池電芯越來越多地設(shè)有電池電芯殼體，其由耐用的硬殼構(gòu)成。此類電池電芯殼體在現(xiàn)有技術(shù)中還作為所謂的硬盒殼體已知并且具有的壁厚在0.4_至1.5_的范圍中。在此，壁厚尤其取決于所使用的材料。為了實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)的電池電芯殼體，尤其流行使用鋁或不銹鋼，其中，不銹鋼殼體隨著發(fā)展趨勢實(shí)施成具有更小的壁厚。
[0004]電池電芯殼體罩蓋(利用其可閉合電池電芯的電池電芯殼體)目前通常具有的厚度在0.6mm至2.0mm的范圍中。在現(xiàn)有技術(shù)中，電池電芯殼體罩蓋和電池電芯殼體在電池電芯的生產(chǎn)過程期間通常彼此焊接。
[0005]為了可可靠地運(yùn)行電池電芯，尤其是鋰離子電池電芯，在現(xiàn)有技術(shù)中需要電池管理系統(tǒng)(BMS)。電池管理系統(tǒng)尤其防止電池的電池電芯的過載或深度放電以及利用不允許地很高的充電電流或放電電流加載電池電芯。對于用在電動(dòng)車或混合動(dòng)力車輛中的電池，由于在此類電池中使用大量的電池電芯，需要用于實(shí)現(xiàn)電池管理系統(tǒng)的復(fù)雜的電子設(shè)備。
[0006]為了監(jiān)測電池電芯而使用所謂的CSC電子模塊，其為監(jiān)測電路。CSC電子模塊可監(jiān)測電池的單個(gè)的電池電芯，但還可監(jiān)測多個(gè)電池電芯。為此將監(jiān)測電路或者放置在相關(guān)的電池電芯(一個(gè)或多個(gè))附近作為“分散的衛(wèi)星”，或者監(jiān)測電路的所有的電子設(shè)備以“中央電子設(shè)備”實(shí)現(xiàn)，其例如可位于電池管理系統(tǒng)的中央電池系統(tǒng)控制器中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本發(fā)明提供了一種電池電芯，其包括電池電芯殼體、電池電芯殼體罩蓋以及兩個(gè)電池電芯端子，可通過電池電芯端子使電池電芯與電池系統(tǒng)連接。此外，電池電芯包括正的電極和負(fù)的電極，它們布置在電池電芯殼體中并且分別通過在電池電芯殼體中的電流通路分別與電池電芯端子連接。此外，電池電芯包括監(jiān)測電路，其設(shè)計(jì)成探測電池電芯的至少一個(gè)測量參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明，監(jiān)測電路直接安裝到電池電芯殼體上。
[0008]通過如此實(shí)施的電池電芯，監(jiān)測電路非常好地與電池電芯殼體熱耦合，這使得能夠通過監(jiān)測電路非常精確且成本合適地探測電池電芯的溫度。此外，監(jiān)測電路在這樣的實(shí)施方案中不必單獨(dú)地進(jìn)行機(jī)械地固定，因?yàn)楸O(jiān)測電路以機(jī)械的方式牢固地與電池電芯殼體連接。此外，通過這樣直接連接監(jiān)測電路與電池電芯可將關(guān)于電池電芯運(yùn)行的重要數(shù)據(jù)經(jīng)由監(jiān)測電路記錄下來，電池電芯的運(yùn)行例如決定性地影響電池電芯的老化。
[0009]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，電池電芯殼體實(shí)施為硬殼殼體。這樣的還被稱為硬盒殼體的硬殼殼體特別好地適合用在車輛中。
[0010]優(yōu)選地，電池電芯殼體和/或電池電芯殼體罩蓋由鋁或不銹鋼構(gòu)成。
[0011]優(yōu)選地，電池電芯殼體具有的壁厚在0.4mm至1.5mm的范圍中。優(yōu)選地，電池電芯殼體罩蓋具有的厚度在0.6mm至2.0mm的范圍中。
[0012]優(yōu)選地，監(jiān)測電路實(shí)施為柔性印刷電路板。這種柔性的印刷電路的優(yōu)點(diǎn)是，在使用該印刷電路時(shí)可實(shí)現(xiàn)很小的熱接觸阻抗。出于該原因，有利的是，將此類電路用于這樣的應(yīng)用中，在該應(yīng)用中使用具有很大的功率損失的電子結(jié)構(gòu)元件。此外，柔性印刷電路板還使用在這樣的應(yīng)用中，在其中用于實(shí)現(xiàn)該應(yīng)用的結(jié)構(gòu)元件的有效功率隨著溫度的上升而降低。
[0013]優(yōu)選地，監(jiān)測電路安裝在電池電芯殼體的側(cè)壁上。通過電池電芯的這種實(shí)施方式，監(jiān)測電路特別好地與電池電芯熱耦合。
[0014]在該實(shí)施方式的一種優(yōu)選的改進(jìn)方案中，電池電芯殼體具有兩個(gè)短的側(cè)壁和兩個(gè)長的側(cè)壁并且監(jiān)測電路安裝在兩個(gè)長的側(cè)壁中的一個(gè)側(cè)壁上。監(jiān)測電路如此安裝在電池電芯殼體的端側(cè)上例如特別好地適合根據(jù)本發(fā)明的電池電芯使用在用空氣冷卻的電池系統(tǒng)中，即在該電池系統(tǒng)中電池電芯通過空氣流冷卻。在這種電池系統(tǒng)中，電池電芯不是直接彼此壓靠，而是借助于在電池系統(tǒng)中的間隔保持器來構(gòu)造，以便空氣流可在電池電芯殼體之間穿流。
[0015]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，電池電芯殼體具有兩個(gè)短的側(cè)壁和兩個(gè)長的側(cè)壁，并且監(jiān)測電路安裝在兩個(gè)短的側(cè)壁中的一個(gè)側(cè)壁上。如果電池電芯設(shè)置成用于安裝在電池模塊中，在該電池模塊中電池電芯通過大面積的端側(cè)彼此以壓配合來構(gòu)造，那么監(jiān)測電路的這種側(cè)向的安裝尤其適合。尤其是在電池電芯為了提高其使用壽命而應(yīng)通過機(jī)械的拉緊阻止在充電過程和放電過程中機(jī)械膨脹時(shí)使用此類電池模塊。
[0016]優(yōu)選地，要求保護(hù)的電池電芯為鋰離子電池電芯。
[0017]此外，提供了一種具有根據(jù)本發(fā)明的電池電芯的電池，其中，電池特別優(yōu)選地實(shí)施為鋰離子電池。這種電池的優(yōu)點(diǎn)尤其是其相對很高的能量密度以及其很大的熱穩(wěn)定性。鋰離子電池的另一優(yōu)點(diǎn)是，其不受記憶效應(yīng)約束。
[0018]此外，提供了一種具有帶有根據(jù)本發(fā)明的電池電芯的電池的機(jī)動(dòng)車，其中，電池與機(jī)動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接。
[0019]在從屬權(quán)利要求中提供并且在說明書中說明了本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案。
【附圖說明】
[0020]借助附圖和隨后的說明詳細(xì)闡述本發(fā)明的實(shí)施例。其中:
[0021]圖1顯示了現(xiàn)有技術(shù)的具有電池電芯和監(jiān)測電路的電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，
[0022]圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的電池電芯的第一實(shí)施例，以及
[0023]圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的電池電芯的第二實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0024]在圖1中顯示了現(xiàn)有技術(shù)的具有電池電芯50和監(jiān)測電路40的電池系統(tǒng)70的結(jié)構(gòu)。電池系統(tǒng)70具有電池組60，電池組60包括多個(gè)串聯(lián)的電池電芯50，其中在圖1中示出了五個(gè)，而未進(jìn)一步限定數(shù)量的電池電芯50通過虛線表示。在電池組60中，預(yù)定的在圖1中未進(jìn)一步限定數(shù)量的電池電芯50分別聯(lián)合成一個(gè)電池模塊55。在圖1中僅僅示出了這些電子模塊55中的一個(gè)。在現(xiàn)有技術(shù)的電池系統(tǒng)70的結(jié)構(gòu)的在圖1中顯示的示例中，為分別包含在電池模塊55中的電池電芯50分配一個(gè)監(jiān)測電路40。利用電池模塊55的分配的監(jiān)測電路40可由在相應(yīng)的電池模塊55中的任一單個(gè)電池電芯50測量電壓并且由電池模塊55的多個(gè)電池電芯50測量溫度。在現(xiàn)有技術(shù)的電池系統(tǒng)70的其他的結(jié)構(gòu)中，分別為電池電芯50分配一個(gè)監(jiān)測電路40，監(jiān)測電路40設(shè)計(jì)成探測電池電芯50的測量參數(shù)，例如電池電芯50的溫度或電壓。在圖1中顯示的示例中，各個(gè)監(jiān)測電路40彼此串聯(lián)連接并且此外實(shí)現(xiàn)各個(gè)電池電芯50的電芯全局的充電平衡。監(jiān)測電路40中的最下面的監(jiān)測電路與布置在電池系統(tǒng)70中的電池系統(tǒng)控制器65連接。電池系統(tǒng)控制器65不僅可控制各個(gè)監(jiān)測電路40，而且同樣控制在電池系統(tǒng)70內(nèi)的其他的電路單元(例如充電和分離裝置63的繼電器