專利名稱：具有電池單元側面支撐的電池組的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電池組，即涉及一種由至少一個原電池和至少兩個框架元件構成的組件，具有所述組件的電能存儲設備以及具有所述電能存儲設備的機動車。
背景技術：
公知以薄板的形式來制造儲能器且特別是鋰電池和鋰蓄電池(在本申請的范圍內，例如在機動車技術中，通常將電池和蓄電池的概念用為同義)。這樣的儲能器被稱為袋狀電池、板狀電池或咖啡袋狀電池。在實踐中，為了例如在使用汽車電池時獲得理想電壓和電量，需要將多個電池單元布置成堆疊，并且將其電流導體以合適的方式連接。單體電池單元的互聯(lián)通常在電池單元的窄面上(通常定義為“上方”)進行，電流導體從該窄面凸出。在W02008/U8764A1、 W02008/U8769A1、W02008/U8770A1 和 W02008/U8771A1 中示出了這樣的互聯(lián)布置。在此， 電流導體和連接端暴露在上側處。發(fā)明人還已知在文件中未進一步證實的組件，其中多個平板電池單元堆疊在兩個夾固板之間，其中該堆疊通過在夾固板之間延伸的牽引桿(螺栓或柱形螺桿)束緊。在此存儲電池單元的活性部分在牽引桿的壓力之下彼此疊加。發(fā)明人還已知尚未公開的研發(fā)成果，即具有從相對的窄面?zhèn)认蛲钩龅?、平板狀的電流導體的平板電池單元在框架間被設置為，通過夾緊裝置框架接觸電流導體且以這種方式來將電池單元保持在一組中。此處，通過夾緊裝置借助夾緊于電流導體之間的接觸元件力配合地形成觸點連接。夾緊裝置由在接觸元件的區(qū)域穿過電流導體的拉桿組成。例如通過與框架的相應結構元件(凸緣、栓釘、壓板、銷等)相鄰的或環(huán)繞其上的導電體(例如導電體中的孔)來實現(xiàn)電池單元的徑向定心。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的為優(yōu)化根據(jù)現(xiàn)有技術的構造，特別是(但不僅僅是)上述所引用的觀點。本發(fā)明的目的特別是提出一種電池，其中多個單體電池單元以適當?shù)姆绞浇M合成組。通過獨立權利要求的特征來實現(xiàn)所述目的。本發(fā)明有利的改進方案構成從屬權利要求的對象。根據(jù)本發(fā)明提出一種由至少一個原電池和至少兩個框架元件構成的組件，其中原電池分別設置在兩個框架元件之間，其中所述組件形成堆疊且具有在堆疊方向上夾緊所述組件的夾緊裝置；其中原電池具有平面主體和至少兩個電流導體，其中所述主體具有兩個平面和環(huán)繞的窄面；其中每個框架元件具有多個，優(yōu)選為四個封閉地互相連接的梁，其間限定出自由空間；其中原電池的主體容納在兩個相鄰框架元件的自由空間中；且其中至少在主體的窄面區(qū)域，優(yōu)選直到窄面轉向原電池的平面處的邊緣上方，向外且面向自由空間的框架元件的一部分沿著原電池主體輪廓的橫截面而構成。本發(fā)明意義上的原電池理解為優(yōu)選在結構上自封閉的且獨自運行的被設計和安置為提供電流的裝置。原電池可以特別是，但不僅僅是電化學一次電池或二次電池。但本發(fā)明意義上的該概念也可脫離一般性概念，適用于電容器、所謂的超級電容器(特別強大的電容器)、燃料電池單元或類似裝置。優(yōu)選地，本發(fā)明涉及二次鋰電池。在此，本發(fā)明意義上的電流導體理解為可從外部接觸的端子，其在原電池的內部與電化學活性部分連接且作為電池單元的電極。具有一個原電池和兩個框架元件的組件對應所述組件的最小尺寸。通常情況下， 存在多于一個的原電池。理想地是，所述組件在適當?shù)碾姎膺B接中包含足夠多的單體原電池，以期達到所希望的總電壓和總電量。本發(fā)明意義上的主體理解為原電池的基本幾何形狀，不包括可能從其凸出的附加物、缺口、連接板、固定元件或類似部件。根據(jù)本發(fā)明的定義，主體具有兩個平面和環(huán)繞的窄面，應為平的長方體，也就是板狀體，其中不排除彎曲、斜面和/或穹形、凸形或凹形。本發(fā)明意義上的相鄰框架元件之間的自由空間除了包括每個框架元件的梁之間的空間之外，還有那些與框架元件的梁之間的自由空間連接的空間，換句話說，就是框架元件之間的空隙。根據(jù)本發(fā)明，至少在主體的窄面區(qū)域，優(yōu)選直到窄面轉向原電池的平面處的邊緣上方，向外且面向自由空間的框架元件的一部分沿著原電池主體輪廓的橫截面而構成，因此可在電池單元的邊緣區(qū)域中確保邊緣區(qū)域和框架元件之間等距。由此所具有的優(yōu)勢在于，可在框架元件上側面支撐電池單元和/或在安裝和工作期間確保電池單元至少在徑向可靠地定心。由此可以舍棄額外的用于側向固定電池單元的結構元件并因此降低了設計和制造成本。為了與定心元件在框架上配合，導電體彼此間的緊密公差是不需要的，該緊密公差在焊接時由于沒有真正固定在外殼中是很難實現(xiàn)的。特別是在較大和較重的電池中，可減小導電體和包覆薄膜之間的連接力。本發(fā)明的改進方案的特征在于，原電池主體的窄面分別具有兩個側翼，側翼在截面中分別從平面中的一個延伸至限定在兩個平面之間的中間面，其中側翼與相鄰原電池的主體的平面之間的角度為90°或更大。通過側翼的斜面還可以獲得可靠的定心。根據(jù)本發(fā)明特別的改進方案，框架元件的遵循原電池主體輪廓的區(qū)域作為原電池的止動面、接觸面或壓力面。更具體地說，如果在組裝狀態(tài)下在所述面之間維持一定間距， 則也可限制電池單元和框架元件之間的相對移動。如果該間距為零，則可完全避免該相對移動。如果在所述面之間施加壓力，則電池單元也可通過所述面獨立地或輔助以其它措施而夾緊。本發(fā)明的改進方案的特征在于，原電池的主體具有活性部分，該部分設計和安排用于容納、存儲和提供電能并由兩個包覆薄膜層夾心地包裹，其中包覆薄膜層至少在兩個相對的窄面處，優(yōu)選在四周，從主體的窄面?zhèn)认蛲钩霾⑿纬煞忾]活性部分的密封縫，且其中該密封縫的至少一部分與相鄰框架元件的梁部分接觸并借助于夾緊裝置軸向夾緊。本發(fā)明意義上的包覆薄膜層理解為單層或優(yōu)選多層的薄膜，其包裹著活性部分且構成有拉斷阻力的、氣密且防潮的外殼，例如也構成電磁屏蔽。包覆薄膜可一體成型(在這種情況下活性部分包在包覆薄膜中)或者由兩部分組成(在這種情況下活性部分夾心地包裹在其中)。包覆薄膜層位于原電池的每個平面上。本發(fā)明意義上的密封縫理解為在其處密封包覆薄膜層的接縫(例如，無通常限定，粘合或焊接)。當包覆薄膜為一體成型時，密封縫可在原電池的平面上方延伸和平面地緊貼，而兩個其他密封縫從原電池的相對的窄面凸出(基本相當于確定類型的巧克力塊或燕麥棒的外殼的情況)。但也可以是三個密封縫都從窄面凸出。當包覆薄膜由兩部分組成時，密封縫優(yōu)選在所有四個窄面四周延伸。如果密封縫的至少一部分與相鄰框架元件的梁部分接觸且借助于夾緊裝置軸向夾緊(并由此保持電池單元)，則也可實現(xiàn)簡單可靠的電池組構造。沿著原電池主要部分的邊緣區(qū)域的輪廓而形成的框架元件的特殊形狀，可以在原電池的主體部分和固定在框架元件上的密封縫之間出現(xiàn)相對移動時限制或避免在包覆薄膜中產生應力。本發(fā)明的改進方案的特征在于，電流導體與活性部分電氣和機械連接，在兩個包覆薄膜層之間穿過密封縫且從主體向外凸出，其中所述電流導體優(yōu)選從主體的兩個相對的窄面凸出，且其中密封縫特別地在所述電流導體穿過其的部分中與框架元件的梁部分接觸且借助于夾緊裝置軸向夾緊。在這種組件中特別是，電流導體本身可從外面自由接觸。如果將原電池保持在該位置，則可利用電流導體與活性部分在電池單元內部的連接用于穩(wěn)固電池單元，因為該連接盡可能地阻止活性部分的相對移動。惰性物質也可以從原電池主體的相應的置于電流導體處的連接元件外部脫離。本發(fā)明的改進方案的特征在于，在原電池主體的窄面和沿著其輪廓的框架元件一部分之間設置有彈性元件，其優(yōu)選以形配合或材料連接的方式固定在框架元件上。本發(fā)明意義上的彈性元件理解為特別是在壓力下柔軟、有彈性的組件或部件。這樣的元件可以例如脫離通常限定，由彈性體、泡沫、橡膠、泡沫橡膠或類似物體制造，或者也可以是薄壁的、 在橫截面中可彈性壓縮的型材，例如脫離通常限定由合成材料制造。這樣的彈性元件也可以減弱沖擊力或制動力且由此進一步減弱原電池上的機械負荷。根據(jù)本發(fā)明還提出一種由至少一個原電池和至少兩個框架元件構成的組件，其中有原電池分別設置在兩個框架元件之間，其中所述組件形成堆疊且具有在堆疊方向夾緊所述組件的夾緊裝置，其中框架元件分別具有多個，優(yōu)選為四個封閉地互相連接的梁，其間限定出自由空間，其中原電池的主體容納在兩個相鄰框架元件的自由空間中，其中夾緊裝置具有拉桿，該拉桿穿過框架元件的拉桿容納部分在所述組件的堆疊方向上延伸，其中拉桿相對于垂直于堆疊方向的截面在原電池區(qū)域之外延伸，其中通過過渡板或連接板構成拉桿容納部分，其從框架元件的梁，優(yōu)選在每個梁的延長方向上，特別是分別在兩側在兩個平行梁的延長方向上，垂直于堆疊方向凸出。如果拉桿在原電池的區(qū)域以外，也就是說特別是在電流導體的區(qū)域以外延伸，則附加的優(yōu)勢在于，相比于同樣可以想象到的拉桿延伸穿過電流導體的組件，所述電流導體的結構更簡單且不必過于精確地限定幾何公差。這同樣有助于降低制造成本并減少原電池的廢品量。兩個依據(jù)本發(fā)明的上述組件特別有利地互相組合應用。本發(fā)明的改進方案的特征在于，原電池的電流導體可從外部自由地接觸。由此也可以從外部安裝連接元件并同樣再次移除。本發(fā)明的改進方案的特征在于，相對于垂直于堆疊方向的截面，由框架元件的包絡線所限定的平面完全容納原電池的輪廓。本發(fā)明意義上的包絡線是封閉的、圍繞框架元件的外輪廓的、從外部看僅為凸線條。因此也可以可靠地防止可從外部接觸電流導體或其他靈敏部分的意外接觸。
本發(fā)明的改進方案的特征在于，多個原電池的電流導體借助于連接元件彼此連接，使得原電池在所述組件內形成串聯(lián)或并聯(lián)或串聯(lián)并聯(lián)組合。以這種方式，提出一種具有合適的電氣特性、特別是電壓和電量的電池組。在此，電池組電壓基本上相當于串聯(lián)電池單元的電壓之和，電池組的電量相當于并聯(lián)電池單元的電量之和，其中在實踐中要考慮電路損耗和電池單元故障。本發(fā)明特別是，但不僅僅是適用于原電池為二次電池的組件，其中活性部分具有至少一種含有鋰的材料。本發(fā)明同樣涉及電能存儲設備，特別是用于機動車的牽引電池或驅動電池，具有如上述說明中的一種本發(fā)明所述的組件，以及涉及配置有這種電能存儲設備的機動車。


以下針對附圖的說明更明確地描述了本發(fā)明的上述和進一步的特征、任務和優(yōu)
勢。其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明實施例的電池組的透視全圖；圖2示出圖1中的電池組配置兩個框架的原電池的透視分解圖；圖3示出圖1中的電池組在垂直縱剖面中的剖視圖；圖4示出圖3中的單元“IV”的放大視圖；圖5示出本發(fā)明的改進實施例的放大視圖，其中所示單元與圖4所示單元相對應；圖6示出根據(jù)改進實施例的框架的角區(qū)域的透視放大視圖。應當指出的是，附圖中的圖示僅僅是示意性的并且不限制對本發(fā)明的重要特征的理解。同樣應當指出的是，在圖中描述的尺寸和大小比例僅僅是為了圖示的明確性且不應認為是限制性的，除非在說明中出現(xiàn)其它內容。
具體實施例方式以下是具體實施方式
和可能的改進方案。在不同的實施方式中一般使用相同的部件，配有相同或相應的參考編號。將免除對在上下文中通過實施方式已經(jīng)表述的特征的重復表述。然而，只要沒有明確的其它說明或明顯的技術缺陷，一個實施方式的特征、構造和作用也可以用于其它實施方式。圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實施例組裝的電池組2的透視圖。在電池組2中，多個(在此為十四個)原電池4(以下稱為“電池單元”)由多個(在此為十五個)框架6容納。每兩個框架6圍住一個電池4。根據(jù)本發(fā)明，電池組2為一個組件。由框架6和電池單元4組成的堆疊通過多個(在此為四個)拉桿8夾緊，使得該堆疊構成穩(wěn)定的塊。拉桿8延伸通過框架6中中孔(稍后進行描述)且分別通過兩個擰在拉桿8的末端上的螺母10進行緊固。拉桿8和螺母10為本發(fā)明意義上的夾緊裝置。在該附圖中以下定義保持在說明書的范圍內，將空間方向確定為，χ軸方向對應電池組2的堆疊方向、y軸方向對應電池組2的寬度方向且ζ軸方向對應電池組2的高度方向。在本發(fā)明的范圍內，堆疊方向χ也稱為軸向方向，y方向稱為橫向方向，且ζ方向稱為垂直方向。每個垂直于軸向方向(χ軸方向)的方向，特別是y和ζ方向也被稱為徑向方向。因此，χ-y平面構成水平面且x-z平面和y-z平面構成垂直平面。該方向定義只涉及電池組2自身，但并不排除根據(jù)本發(fā)明所示組件在其它整體空間位置中使用。圖2示出根據(jù)圖1配置有兩個電池組框架的原電池的透視分解圖。電池單元4是所謂的平板狀電池、袋狀或咖啡袋狀電池形式的鋰離子電池單元。 該原電池4具有扁平的長方體形狀的活性部分(主要部分)12。在活性部分12中進行用于存儲和提供電能的電化學反應(充電和放電反應)。在附圖中未進一步圖示的、活性部分 12的內部結構對應于由兩種類型的電化學活性電極薄膜(陰極和陽極)組成的平的、層積的堆疊，兩種類型的薄膜分別是用于從電化學活性區(qū)域或向電化學活性區(qū)域收集、輸送或導出電流的導電薄膜以及用于將兩種類型的電化學活性區(qū)域彼此分離的隔膜。至少一種類型的電化學活性電極薄膜包含鋰化合物。電池單元4為鋰離子或鋰聚合物蓄電池單元或出自鋰電池族的類似電池單元。隔膜優(yōu)選為由電絕緣纖維構成的無紡布，其中該無紡布的至少一側涂覆有無機材料。EP1017476B1描述了一種這樣的隔膜及其制造方法?，F(xiàn)在可購買德國Evonik公司名為“kparion”的產品作為具有上述特征的隔膜。電池單元4的活性部分12可由兩個在圖2中未進一步圖示的薄膜(圖4和圖5 中的3 夾心地包裹。兩個薄膜在它們的自由末端氣密、防潮地焊接且構成所謂的密封縫 14，該縫作為環(huán)繞的、在徑向松弛的、非活性的邊緣區(qū)域圍住活性部分12。此外該活性部分 12是抽真空的，使得包覆薄膜緊貼。由包覆薄膜圍繞的無密封縫的活性部分12在空間上構成本發(fā)明意義上的電池單元4的主要部分。兩個電流導體16在電池單元4的橫向(在y軸方向或寬度方向相對的)窄面處穿過密封縫14從電池單元4的內部向外凸出并且作為平面構成物可通達。電流導體16在活性區(qū)域12內與電化學活性陰極和陽極區(qū)域連接并作為電池單元4的陰極和陽極端子?？蚣?由四個環(huán)繞的梁18、20、18、20構成。在此為了說明的目的而將垂直梁18 與水平梁20區(qū)分。水平梁20通過垂直梁18的邊界向外延伸作為水平方向的連接板22。 該連接板22可以具有與為水平梁20不同的其它截面。特別地，連接板22可以但不是必須具有區(qū)別于水平梁20的其它垂直厚度?？讓υ?軸方向(堆疊方向)上穿過每個連接板 22?？讓τ糜谌菁{拉桿8(圖1)，拉桿在此僅由其軸線(圖2中的虛點線)表示。因此電池組2的框架6 —定程度上通過在連接板22的孔M中延伸的拉桿8穿成串。梁18、20構成封閉框架，即限定了窗口 26。在朝向窗口沈的側(內側)上，梁18、 20分別具有兩個凹槽觀，其分別從端面(也就是其面法線沿著堆疊方向延伸的面)設置有環(huán)繞的、在窗口沈中保持凸出的過渡梁30。在凹槽觀之間的徑向上的區(qū)域和兩個相鄰框架6的過渡梁30之間的軸向上的區(qū)域構成本發(fā)明意義上的框架元件之間的自由空間。在裝配狀態(tài)下(圖1)，電池單元4的主要部分位于該自由空間中。電流導體16在相鄰框架6的垂直梁18之間延伸穿過且可從框架側自由接觸，其中其在垂直方向由連接板 22圍繞并由此防止意外接觸。電流導體16可從該側接觸并通過合適的連接元件(未進一步示出)實現(xiàn)觸點連接；同時可通過該連接實現(xiàn)測試或維護目的，而無需完全拆卸電池組 2。雖然在附圖中未進一步圖示，電池單元4在電池組2(圖1)中設置成極性交替的。 也就是說，電池單元4在電流導體16自由定位的每一側設置為互相交替的正負極性。同時在附圖中未進一步圖示的已經(jīng)提到的與電流導體16接觸的連接元件以合適的方式連接成電池或蓄電池。這樣的電池就是本發(fā)明意義上的電能存儲設備。圖3示出圖1中垂直截面中的電池組的剖視圖，并且圖4示出圖3中單元“IV”的放大視圖。單元“IV”包含相應框架6的三個互相緊挨著的水平梁20的截面和與其連接的電池單元4的一部分的截面。圖3和圖4中的截面延伸通過電池單元4的活性部分12和密封縫14和框架6的水平梁20。在圖3中在活性部分12內的薄膜的層結構表示為平行線； 在圖4中未予表示。在圖4中則清晰地示出了包覆薄膜32。每個包覆薄膜32就是本發(fā)明意義上的包覆薄膜層。原電池主體的窄面各自包括兩個側翼34，側翼在截面中分別從平面中的一個延伸至兩個平面之間定義的中間面并隨后轉入密封縫14中。凹槽觀和過渡梁30在其窄面(側翼34)區(qū)域中沿著電池單元4的活性部分12的外側輪廓(即其主體)，直至所述窄面轉入電池單元4的平面處的邊緣上方。過渡梁30的長度(指向內的延伸)限制在電池單元4 的平面的邊緣區(qū)域。該長度優(yōu)選不長于電池單元4的主體的一半厚度，特別優(yōu)選地不長于四分之一厚度。側翼34及相應的凹槽觀與橫截面χ-y，即與電池單元4的平面所成側翼角Φ為 90°或更大。當合適地調整側翼角Φ時可產生徑向和軸向的定心或在側翼34和凹槽觀之間的導向，而不會使活性部分12的邊緣碰到過渡梁30。如果側翼角Φ選擇為不大于 120°，則可以限制導向力的軸向分量分且在軸向上優(yōu)化間距的微調。因此總體來說可以實現(xiàn)平緩但有效的定心。側翼角的可行范圍在92. 5°至115°之間，其中95°至110°的區(qū)域是特別優(yōu)選的。密封縫14自由地在水平梁20之間具有明顯間隔。沿著原電池主體輪廓的框架元件的一部分，特別是斜面和凹槽觀的基底構成用于主體窄面(側翼34)的接觸面。拉桿8 的應力優(yōu)選調整為凹槽觀在徑向(橫向于堆疊方向)向電池單元4的主體的窄面(側翼 34)施加壓力(見圖4中的箭頭)。電池單元4在徑向如軸向上可靠地保持在其位置。過渡梁30用作末端擋塊且阻止側翼34過大的側壓。電池單元4的平面的最大部分保持不受機械負荷。雖然在附圖中未進一步示出，可以提供止擋元件，用于使框架6之間的軸向間距不超出給定極限。所述止擋元件可以例如是在框架6之間分別通過拉桿8推動的墊片，或框架上的加厚部，特別是在連接板22的區(qū)域中的加厚部或類似物體。由此即便拉桿8以較高的扭矩夾緊時，夾緊力仍可受限于電池單元4的側翼。根據(jù)上述實施例，凹槽觀和過渡梁30在邊緣區(qū)域沿著電池單元4的活性部分12 的外側輪廓，使得垂直于堆疊方向將壓力施加到電池單元4的主體的窄面(側翼34)并且使密封縫不受夾緊力的影響。在一個未示出的可選方案中，凹槽觀在安裝狀態(tài)下具有距側翼34的較小間距。而電池單元4保持在密封縫14的區(qū)域中，特別是在電流導體16通過的區(qū)域中。為此框架6 的水平和垂直梁20、18的厚度(堆疊方向χ的延伸)和凹槽觀的深度匹配于電池單元4、 電流導體16和包覆薄膜32的厚度，使得在凹槽觀靠緊側翼34或過渡梁30靠緊電池4的活性部分12的邊緣區(qū)域之前，垂直梁18在穿過電流導體16的區(qū)域中靠緊包覆薄膜32 (比較圖2~)。因此電池單元4可靠地夾緊在框架6之間，其中在電流導體16和包覆薄膜32之間的密封不受剪切力的影響?；钚圆糠?2相對于框架6的錯位，特別是在徑向(垂直于堆疊方向χ的方向)上，但也可以只在堆疊方向上的錯位，在框架6的內輪廓上(在凹槽洲和過渡梁30上)被阻止并且保持在極小的可承受的限度內。同時由此可避免包覆薄膜32 的和電池單元4內的電流導體的連接位置的不允許的機械應力。在該變型中，框架6可由例如允許較小彈性壓縮的合成材料制造，并且尺寸設計為，使得凹槽觀在調整拉桿8的一個確定壓力時平緩地鄰接電池單元4的側翼34。由此可實際消除電池單元4的活性部分12相對于框架6的相對移動。圖5示出相對于圖4單元的本發(fā)明改進實施例。除在下文中討論的不同點之外， 電池組的構造依照上述實施例。在該改進實施例中，通過切口 36代替凹槽，該切口遵循側翼34的側翼角，但尖棱地(沒有明顯圓形地)轉入過渡梁38。(改進實施例的過渡梁38和此前實施例的過渡梁 30之間唯一的區(qū)別在于至切口 36的過渡中缺乏圓形。)在切口 36和過渡梁38之間的角中設置有彈性條40且以形配合或材料連接的方式固定，該彈性條與凸臺34和電池單元4 的活性部分12的平面之間的邊緣接觸。由此在框架6內形成電池單元4的活性部分12的柔軟支撐。在該實施例中，切口 36和過渡梁38本身不接觸電池單元4。作為本發(fā)明意義上的彈性體，可以使用各種技術上滿足要求的柔軟彈性材料、例如泡沫、橡膠、泡沫橡膠或類似物體或薄壁的、在橫截面彈性壓縮的型材，例如擺脫通常定義由合成材料制造。彈性條 40是本發(fā)明意義上的彈性元件。圖6示出依據(jù)改進實施例的框架的角區(qū)域的透視、放大視圖，也就是在垂直梁18 和水平梁20之間的過渡區(qū)域。彈性條40通過粘貼或直接噴涂或其它適當方式固定。如果彈性條40單獨通過固有應力保持，則也是足夠的，因為其在電池單元2組裝之后以形配合或材料連接的方式在電池單元4和框架6之間保持其位置。同樣在該改進實施例中，可設計有止擋元件，用于使得當拉緊拉桿8時在相鄰框架6之間保持一定的間距且由此在切口 36和電池單元4的側翼之間保持一定的最小間距， 從而確保了只有彈性條40以受限的力壓在側翼上。該改進實施例也可以采用可選方案，電池單元4壓緊在密封縫14上，優(yōu)選在電流導體16的穿過區(qū)域中。彈性條40在這種情況下基本上僅完成徑向定心和阻止電池單元4 的主體的軸向偏轉運動的任務。實施方式的改進雖然參照上述具體實施例已經(jīng)基本描述了本發(fā)明的特征，但需要明確的是，本發(fā)明不限于這些實施例，而是可在通過權利要求劃定的范圍和區(qū)域內改進和引深，例如但不僅限于如下描述。在上述實施例中描述了將鋰離子二次存儲器(蓄電池)類型的電能存儲電池作為原電池。但在本發(fā)明的范圍內該概念可用于各種類型的電能存儲裝置。其可像用于二次存儲器一樣用于一次存儲器(實質上為電池)。同樣，用于存儲和供應電能的電化學反應的類型不限于鋰金屬氧化物反應，而是基于各種電化學反應的獨立存儲電池。同樣，可以以相應的方式來設置電容器、超級電容器和類似裝置。電池單元和框架的數(shù)量與本發(fā)明的理解和范圍無關?？梢栽O計有多于或少于十四個的電池單元4和十五個的框架6。但一般框架6多于電池單元4，從而每個電池單元4可分別容納于框架6之間。為了不受損地吸收和分散由拉桿8通過螺母10導向電池組的相對逐點的壓力，可設計有墊片或末端框架(未進一步示出)，螺母10位于該墊片或末端框架上。 密封縫14在改進方案中可沿著窄面上部和下部折疊且在此處分別構成褶皺(未進一步示出)，該褶皺使密封縫固定到該位置并防止撕裂。如果電池單元4張緊密封縫14， 則褶皺的厚度匹配于包括薄膜層32的電流導體16的厚度，以便通過具有相同梁厚度的垂直和水平梁18、20實現(xiàn)張緊。附圖標記
2電池組
4原電池
6框架
8拉桿
10螺母
12電池單元4的活性部分
14密封縫
16電流導體
18框架6的垂直梁
20水平梁
22連接板
24孔
26窗
28凹槽
30過渡梁
32包覆薄膜
；34側翼
36切口
38過渡梁
40彈性條
χ, y, ζ空間方向(χ 軸向；y 橫向；ζ 垂直方向)
需要強調指出的是，上述參考編號列表為說明書的組成部分。
權利要求
1.一種由至少一個原電池和至少兩個框架元件構成的組件，其中原電池分別設置在兩個框架元件之間，其中所述組件形成堆疊且包括在堆疊方向夾緊所述組件的夾緊設備，其中所述原電池具有平面主體和至少兩個電流導體，其中主體具有兩個平面和環(huán)繞的窄面； 其中每個框架元件具有多個，優(yōu)選為四個封閉地互相連接的梁，其間限定出自由空間；其中所述原電池的主體容納于兩個相鄰框架元件之間的自由空間中；其中至少在主體的窄面區(qū)域，優(yōu)選直到窄面轉向原電池的平面處的邊緣上方，向外且面向自由空間的框架元件的一部分沿著原電池主體輪廓的橫截面而構成。
2.如權利要求1所述的組件，其特征在于，所述原電池的主體的窄面分別具有兩個側翼，側翼在截面中分別從平面中的一個延伸至兩個平面之間定義的中間面，其中側翼與相鄰原電池的主體的平面之間的角度為90°或更大。
3.如權利要求1或2所述的組件，其特征在于，遵循所述原電池主體輪廓形成的框架元件的部分構成了主體窄面的接觸面。
4.如權利要求3所述的組件，其特征在于，所述接觸面徑向施加壓力到主體的窄面上。
5.如權利要求1或2所述的組件，其特征在于，遵循所述原電池主體輪廓形成的框架元件的部分與主體保持較小的間距。
6.如上述權利要求中任一項所述的組件，其特征在于，所述原電池的主體包括活性部分，該活性部分設計和布置用于容納、存儲和提供電能且由兩個包覆薄膜層夾心地包裹，其中包覆薄膜層至少在兩個相對的窄面，優(yōu)選在四周，從主體的窄面?zhèn)认蛲钩霾⑿纬煞忾]活性部分的密封縫，且其中所述密封縫的至少一部分與相鄰框架元件的梁部分接觸并借助于夾緊裝置在軸向上被夾緊。
7.如權利要求6所述的組件，其特征在于，所述電流導體與活性部分呈電氣和機械連接，在兩個包覆薄膜層之間穿過密封縫并從主體向外凸出，其中所述電流導體優(yōu)選從主體的兩個相對的窄面凸出，且其中密封縫特別在所述電流導體穿過的部分中與框架元件的梁部分接觸并借助于夾緊裝置在軸向上被夾緊。
8.如上述權利要求中任一項所述的組件，其特征在于，在所述原電池主體的窄面和遵循其輪廓的框架元件的部分之間設置有彈性元件，該彈性元件優(yōu)選以形配合或材料連接的方式固定在框架元件上。
9.如上述權利要求中任一項所述的組件，其特征在于，所述夾緊裝置包括拉桿，該拉桿穿過框架元件的拉桿容納部分在所述組件的堆疊方向上延伸且垂直于堆疊方向的截面，優(yōu)選位于所述原電池的區(qū)域之外。
10.如權利要求9所述的組件，其特征在于，所述拉桿容納部分由過渡梁或連接板構成，其從框架元件的橫梁，優(yōu)選在每個梁的延長方向，特別是分別在兩側在兩個平行梁的延長方向上，垂直于堆疊方向凸出。
11.一種由至少一個原電池和至少兩個框架元件構成的組件，其中原電池分別設置在兩個框架元件之間，其中所述組件形成堆疊且具有在堆疊方向夾緊所述組件的夾緊裝置， 其中每個框架元件具有多個，優(yōu)選為四個封閉地互相連接的梁，其間限定出自由空間；其中所述原電池的主體容納于兩個相鄰框架元件之間的自由空間中；所述夾緊裝置具有拉桿， 該拉桿在所述組件的堆疊方向上延伸穿過框架元件的拉桿容納部分，其中該拉桿相對于垂直于堆疊方向的截面位于原電池的區(qū)域之外，其中所述拉桿容納部分由過渡梁或連接板構成，其從框架元件的橫梁，優(yōu)選在每個橫梁的延長方向，特別是分別在兩側在兩個平行梁的延長方向上，垂直于堆疊方向凸出。
12.如上述權利要求中任一項所述的組件，其特征在于，所述原電池的電流導體可從外部自由接觸。
13.如上述權利要求中任一項所述的組件，其特征在于，相對于垂直于所述堆疊方向的截面，由所述框架元件的包絡線所限定的平面完全容納所述原電池的輪廓。
14.如上述權利要求中任一項所述的組件，其特征在于，多個原電池的電流導體通過連接元件互相連接，使得所述原電池在所述組件內形成串聯(lián)或并聯(lián)或串聯(lián)并聯(lián)組合。
15.如上述權利要求中任一項所述的組件，其特征在于，所述原電池為一個或多個二級電池，其中活性部分具有至少一種含有鋰的材料。
16.一種電能存儲設備，特別是用于交通工具的牽引電池或驅動電池，具有如上述權利要求中任一項所述的組件。
17.一種具有如權利要求16所述的電能存儲設備的交通工具。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由至少一個原電池和至少兩個框架元件構成的組件，其中原電池分別設置在兩個框架元件之間，其中所述組件形成堆疊且包括在堆疊方向夾緊所述組件的夾緊裝置，其中原電池具有平面主體和至少兩個電流導體，其中主體具有兩個平面和環(huán)繞的窄面；其中每個框架元件具有多個，優(yōu)選為四個封閉地互相連接的梁，其間限定出自由空間；其中原電池的主體容納于兩個相鄰框架元件之間的自由空間中；其中至少在主體的窄面區(qū)域，優(yōu)選直到窄面轉向原電池的平面處的邊緣上方，向外且面向自由空間的框架元件的一部分沿著原電池主體輪廓的橫截面而構成。以這種方式原電池可以側向支撐在框架元件上。
文檔編號H01M10/0585GK102576894SQ201080045918
公開日2012年7月11日 申請日期2010年10月7日 優(yōu)先權日2009年10月12日
發(fā)明者克勞斯·魯珀特·洪門塔勒, 延斯·梅恩斯徹, 蒂姆·舍費爾, 霍爾格·米庫斯 申請人:鋰電池科技有限公司