用于探測(cè)電池組電池的緊要狀況的接觸傳感元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及按照獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分的電池組電池、尤其是鋰離子電池組電池，該電池組電池具有接觸傳感元件，用于探測(cè)鄰近該接觸傳感元件或?qū)υ摻佑|傳感元件施加壓力的元件，以及用于運(yùn)行該接觸傳感元件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電池組電池是一種電化學(xué)蓄能器，該電化學(xué)蓄能器在其放電時(shí)通過電化學(xué)反應(yīng)把所存儲(chǔ)的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。其特征在于，將來不僅在諸如風(fēng)力發(fā)電裝置的固定應(yīng)用中，在被設(shè)計(jì)為混合動(dòng)力或電動(dòng)汽車的汽車中，而且在電子儀器中，使用新型電池組系統(tǒng)，對(duì)這些電池組系統(tǒng)提出關(guān)于可靠性、安全性、效率和壽命的非常高的要求。
[0003]由于其大的能量密度，尤其是鋰離子電池組被用作電氣驅(qū)動(dòng)汽車的蓄能器。
[0004]在DE 202004006598 Ul中公開了一種接觸敏感的顯示裝置(觸摸屏)，具有顯示單元、尤其是屏幕和有接觸敏感的表面的傳感元件，其中該傳感元件在接觸時(shí)向控制裝置輸出關(guān)于接觸位置的信息信號(hào)。
[0005]DE 102011108803 Al公開了一種用于輸入裝置的塑料薄膜，具有布置于其上的彼此電絕緣的但在交叉點(diǎn)上電容耦合的導(dǎo)電體，該輸入裝置尤其將觸摸模塊和操作元件相結(jié)入口 ο
[0006]US 6819316 B2公開了一種柔性電容式接觸傳感器，它包括薄的柔性的透明的和絕緣的載體。在該載體上在一側(cè)涂覆有由結(jié)實(shí)的材料構(gòu)成的薄的柔性的和透明的層，并且薄的、柔性的、透明的和對(duì)壓力敏感的由粘性材料構(gòu)成的薄層位于該載體的另一側(cè)，該薄層又被保護(hù)薄膜覆蓋。由結(jié)實(shí)的材料構(gòu)成的該層包括集成的電極、電線和導(dǎo)電區(qū)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]按照本發(fā)明提供一種具有獨(dú)立權(quán)利要求的表征特征的具有集成的接觸傳感元件的電池組電池以及用于運(yùn)行該接觸傳感元件的方法，該接觸傳感元件用于探測(cè)鄰近接觸傳感元件或?qū)υ摻佑|傳感元件施加壓力的元件。
[0008]這尤其基于，該接觸傳感元件探測(cè)鄰近該接觸傳感元件或?qū)υ摻佑|傳感元件施加壓力的元件、例如進(jìn)入該電池組電池的尖銳物體、例如由于碰撞或事故而實(shí)現(xiàn)的電池組電池的變形，并且由此在該電池組電池的相應(yīng)的部位上出現(xiàn)增大的局部壓力。此外，該接觸傳感元件通過檢測(cè)相應(yīng)部位上局部增大的壓力來探測(cè)事件、諸如電池組電池的掉落、該電池組電池的震動(dòng)或碰撞等等。此外由該接觸傳感元件探測(cè)元件，諸如積聚在該接觸傳感元件上的自由顆粒和化學(xué)元素。
[0009]在此情況下有利的是，借助于接觸傳感元件監(jiān)視該電池組電池的狀態(tài)，由此尤其識(shí)別諸如上面提到的緊要狀況。通過提早識(shí)別緊要狀況，迅速地導(dǎo)入用于排除該緊要狀況的措施。這樣，例如可以防止由電池組電池中的緊要條件以及電池組電池的短路造成的電池組電池的其他損壞和該電池組電池的提前老化。此外，這樣的接觸傳感元件的制造是簡(jiǎn)單而且成本低的。
[0010]此外有利的是，與傳感器、諸如雖然識(shí)別加速度但是必須通過成本過高的軟件來探測(cè)該加速度是有害還是無害的加速度傳感器的使用相比，對(duì)該接觸傳感元件的接觸或壓力施加的所確定的位置可以直接被用作例如用于導(dǎo)入與安全有關(guān)的動(dòng)作的另一電路的觸發(fā)器。
[0011]本接觸傳感元件的其他有利的實(shí)施方式由從屬權(quán)利要求得出。
[0012]因此有利的是，在一種實(shí)施方式中該接觸傳感元件集成到電池組電池的薄膜中，因?yàn)楸∧ひ环矫媸潜〉模虼怂梢砸怨?jié)省空間的方式被定位在該電池組電池中的不同的部位處，而另一方面是柔軟的，使得該薄膜和所集成的接觸傳感元件可以通過其柔性對(duì)機(jī)械作用、例如碰撞進(jìn)行補(bǔ)償而不毀壞。此外可能的是，具有集成的接觸傳感元件的薄膜以不同的形式、例如以被卷繞的形式來實(shí)施，而不損壞該薄膜。
[0013]在另一種有利的實(shí)施方式中該接觸傳感元件被實(shí)施為電容式傳感元件。在電容式傳感元件的情況下不需要作用于接觸傳感元件上的機(jī)械壓力，以便由該接觸傳感元件探測(cè)。只通過接觸傳感元件與導(dǎo)電元件、例如甚至與鋰離子的接觸，使接觸傳感元件之內(nèi)的電場(chǎng)改變，由此發(fā)生可測(cè)量的電脈沖。在電容式傳感元件的情況下有利的是，只接近該接觸傳感元件、然而絲毫沒有對(duì)該接觸傳感元件施加壓力的元件被探測(cè)，因?yàn)檫@樣的元件可能隱藏潛在危險(xiǎn)，然而并非利用所有接觸傳感元件都能檢測(cè)到。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，電容式傳感元件非常精確。此外，它們對(duì)化學(xué)藥品穩(wěn)定，而且對(duì)機(jī)械損壞非常不敏感。按照一種實(shí)施方式，此外有利的是，將接觸傳感元件的格柵狀布置的印制導(dǎo)線借助印刷方法涂覆到該薄膜上，因?yàn)檫@成本比較低而且節(jié)省時(shí)間。有利的是，使用由銅和/或銀構(gòu)成的印制導(dǎo)線，因?yàn)檫@些印制導(dǎo)線具有高的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。此外，銅非常穩(wěn)定。此外，有利的是，印制導(dǎo)線具有大約l-25nm的直徑，因?yàn)樗鲇≈茖?dǎo)線在這個(gè)數(shù)量級(jí)上在該電池組電池中不呈現(xiàn)出值得一提的附加重量。印制導(dǎo)線的直徑越小，該接觸傳感元件例如在其中集成了接觸傳感元件的薄膜的卷繞方面就越柔軟。
[0014]在另一種有利的實(shí)施方式中，該接觸傳感元件被實(shí)施為電阻式傳感元件。電阻式接觸傳感元件比較物美價(jià)廉、非常精確，并且此外對(duì)濕度相對(duì)不敏感。在此情況下可以使用四線、五線、六線、七線或八線技術(shù)，其中四線是所提到的技術(shù)中最簡(jiǎn)單的技術(shù)。
[0015]在一種特別有利的實(shí)施方式中，該接觸傳感元件集成到電池組電池的隔離膜中。這樣，該接觸傳感元件可以探測(cè)直接鄰近該隔離膜或?qū)υ摳綦x膜施加壓力的元件。這樣的元件例如是在制造電池組電池時(shí)處于該電池組電池中的顆粒。此外，樹枝晶可以被接觸傳感元件識(shí)別，所述樹枝晶例如從陽極出發(fā)直至隔離器而形成，并且當(dāng)所述樹枝晶未被及早識(shí)別時(shí)，隱藏著穿透隔離器的危險(xiǎn)，這在大多數(shù)情況下導(dǎo)致短路。在通過集成到隔離膜中的接觸傳感元件及早識(shí)別這樣的危險(xiǎn)時(shí)有利的是，可以及早導(dǎo)入用于排除緊要狀況的措施。這樣可以避免電池組電池的損壞或必要時(shí)避免短路。此外，這樣延長(zhǎng)電池組電池的功能能力和壽命。
[0016]此外，有利的是，不必將另外的薄膜集成到該電池組電池中，而是可以只把接觸傳感元件集成到已經(jīng)存在的隔離膜中。
[0017]在另一種特別有利的實(shí)施方式中，該接觸傳感元件集成到包圍電池組電池的負(fù)電極、隔離器和正電極的電池卷膜中。這樣，該接觸傳感元件可以探測(cè)直接鄰近該電池卷膜或?qū)υ撾姵鼐砟な┘訅毫Φ脑Ｔ诖饲闆r下優(yōu)點(diǎn)是，識(shí)別作用于集成到電池卷膜中的組成部分上的所有機(jī)械作用。因而該電池卷膜之內(nèi)的電池組電池的組成部分的監(jiān)視比利用傳統(tǒng)的用于監(jiān)視電池組電池的方法更準(zhǔn)確和更精確。這樣可以避免該電池組電池的損壞或必要時(shí)避免短路。此外，這樣延長(zhǎng)該電池組電池的功能能力和壽命。
[0018]此外有利的是，不必將另外的薄膜集成到該電池組電池中，而是可以只把接觸傳感元件集成到已經(jīng)存在的電池卷膜中。
[0019]在一種有利的實(shí)施方式中，該接觸傳感元件與分析電子設(shè)備和用于導(dǎo)入與安全有關(guān)的動(dòng)作的單元連接。在此情況下該分析電子設(shè)備和/或該用于導(dǎo)入與安全有關(guān)的動(dòng)作的單元可以被集成到該電池組電池的附加薄膜中。該薄膜例如可以被定位在電池組電池的外殼的內(nèi)側(cè)上，尤其是在外殼的蓋子的內(nèi)側(cè)上，或直接與由該電池組電池的正電極、隔離器和負(fù)電極構(gòu)成的復(fù)合裝置物理接觸。在此情況下優(yōu)點(diǎn)是，與替代方案、諸如把電子設(shè)備以部件、諸如印刷電路板的形式集成到該電池組電池本身中相比，該分析電子設(shè)備和/或該用于導(dǎo)入與安全有關(guān)的動(dòng)作的單元的空間需求明顯更小。與替代方案相比成本同樣明顯更小。此外，薄膜可以在連續(xù)的過程中被加工，由此節(jié)省時(shí)間和成本。集成到薄膜中的分析電子設(shè)備和/或用于導(dǎo)入與安全有關(guān)的動(dòng)作的單元是柔軟的而且可以電絕緣，使得它們可以被安置或引入到任意的外殼部件上，例如還可以被直接安置或引入到該電池組電池的電池卷膜上。
【附圖說明】
[0020]本發(fā)明的實(shí)施方式在附圖中被示出并在隨后的【附圖說明】中更詳細(xì)地被解釋。
[0021]圖1示出具有格柵狀布置的印制導(dǎo)線的投影電容式接觸傳感元件的示意性正面圖；
[0022]圖2示出按照本