具有分离装置的电池组的制作方法

本发明涉及一种具有分离装置的电池组，用于多个在电池组中串联连接的电池模块的分离，其中，电池模块通过可解除地穿插的模块连接器彼此电连接，以及具有电的驱动装置和这种电池组的车辆。

背景技术：

对于很多应用来说，电化学的单元串联连接为电池模块并且这些再者串联连接为电池组。用这种方法，可以构造具有几百伏的输出电压的高压电池。被采用在汽车工业中的用于具有电动驱动装置的车辆的hv牵引电池通常具有这种结构。

通常，电池组的受到高压影响的组件被防止接触。但是，在电池组机械损坏的情况下，这样的接触保护可能不再被赋予，其中，自身地部分损坏的电池组可能还具有在高压范围中的电压。

如果壳体被损坏并且因此接触保护不再被赋予时，那么在电动车中的hv-牵引电池在碰撞事故中能够导致例如救援人员的电危险。

为了在例如电池壳体损坏的情况下降低电池电压，由现有技术已知具有安全功能的能量储存器和用于降低电的能量储存器的电的输出电压的方法。

de102010037206a1描述了具有用于降低输出电压值的安全功能的电的能量储存器，其中，能量储存器具有串联连接的电压供应的模块和电连接，通过该电连接使得模块连接。此外，描述了机械的分离设备，其从静态位置到作用位置是可以移动的，其中，所述电连接通过到作用位置中的移动是可以分断的。在此，对于两个模块之间的每个连接分别设置一个分离设备。

技术实现要素：

根据本发明规定了具有分离装置的电池组，该分离装置用于多个在电池组中串联连接的电池模块的分离，其中，电池模块通过可解除地穿插的模块连接器彼此电连接，并且其中分离装置具有在它的纵向上可移动的分离轨道，该分离装置侧向地沿着电池模块布置，多个模块连接器与分离装置的分离轨道机械地连接并且所述电连接通过分离轨道在其纵向上的运动而能够分离。

在此，将可解除地穿插的模块连接器理解为这样的模块连接器，该模块连接器作为电导体被实施用于两个电池模块的电连接，并且该模块连接器在两个侧部或者端部处具有相应于来自插头和插座的原则的插连接的一部分，并且该模块连接器在施加能够预先给定的力下可以与电池模块的具有所述插连接的相应对应的部分的接头能够电连接或者在施加预先给定的力下可以与其解除。

这种电池组具有这样的优点，即单个的电池模块的电分离被动地并且纯机械地例如通过壳体的变形被触发。在此，分别按照实施方式，多个甚至所有的在电池模块间的电连接通过唯一的分离装置分离。通过电池模块的分离不仅降低最大产生的电压还降低短路的概率和与之相连的危险。那么例如在相邻的电池模块的电池单元间的由事故造成的导通的连接不会迫使导致短路。电子的辅助不是不可缺少的，其在碰撞事故中也许不可支配或者可能错误地触发。

在此，分离装置这样地有利地实施，即分离轨道相对于电池模块能够固定并且通过力的作用（该力在预先给定的方向上超过预先给定的大小）相对于电池模块在其纵向上可以移动。

这种固定阻止了电池模块的不必要的分离，这必然导致电池组的失效。类似气囊的触发机制，超过能够预先给定的阈值的力的作用被需要用于促成电池模块的分离。

有利的是电池组这样实施，即分离装置对于分离轨道具有一个导引部，该导引部固定连接至电池模块。有利的是，在这种情况下，分离轨道的固定被实施为在导引部中的分离轨道的固定。

此外，有利的是，分离轨道的相对于电池模块进行的固定是借助螺钉或者螺栓进行的。例如，横向于分离轨道的纵向布置的螺栓在力的作用后才实现其运动，该力超过允许的螺栓的剪切力，使得通过螺栓的强度以及材料的选择可以预先给定阈值。

有利的是，分离装置具有支柱，该支柱合适用于平面地在分离轨道的纵向上承受力或者力分量并且将此传输到分离轨道。电池组经常布置在安装空间里，例如车辆的内部中。在安装空间在分离轨道纵向的方向上变形的情况下，分离轨道通过在安装空间内壁处靠置的支柱来运动并且电池模块间的电连接被分离。

此外，有利的是，分离轨道被实施为u形异形件或者h形异形件。这种异形件具有高的刚性并且因此对于将力传输到有待剪切的螺栓上以及对于将力传输以用于解除多个必要时实心地构造的插连接器是适合的。

有利的是，电池组这样实施，即通过分离装置能够电分离在所有电池模块间的连接。这样的实施方案降低了机械结构的复杂性并且同时确保：在电池组的相应的变形后，连接的一部分不再中断。因此，在电池组中最大出现的电压能够局限于电池模块的电压。通常这总计比60伏特的直流电压小，对此，关于接触这被视为没有危险的。

此外，有利的是电池组这样地实施，所有的模块连接器导引通过中央的轴线，沿着该轴线布置有分离装置。电池组的这种实施方案借助唯一的分离装置使所有的电池模块的分离成为可能。

有利的是，电池模块布置在安装框架中，其中，安装框架的一部分同时构造导引部，用于所述分离轨道。以这种方式，同样的安装框架或者安装框架的同样的部分占据双重功能，其中它一方面被实施作为对于电池模块的机械容纳来说的保持框架或者承载框架并且另一方面被实施作为用于分离轨道的运动的导引部。

在一个实施方式中，分离轨道有利的是具有凹槽，模块连接器穿过所述凹槽。在此，电池组这样实施，即模块连接器被确保在分离轨道的运动中不从凹槽中滑出。

在另一个实施方式中，分离轨道有利的是可移动地支承在空心异形件的内部。在此，空心异形件可以例如是安装框架的一部分或者一段。在此，空心异形件有利的是被构造为矩形异形件。此外，有利的是，空心异形件或者安装框架具有长孔，通过该长孔使得分离轨道与模块连接器连接。该连接可以例如通过杆、板或者由异形件形成的结构来实施。在此，长孔允许的是，尽管分离轨道与模块连接器机械连接，分离轨道在空心异形件内是可以移动的。

此外，有利的是，电池模块的接头被实施为侧向地布置的插连接，其中，模块连接器在侧向的方向上能够插入该插连接中。这样的实施方式提供的优点是，电池模块彼此构造简单地以及可以与侧向地布置的分离装置连接。那么，电池模块彼此的连接和/或者电池模块与分离装置的连接例如能够被实施为平的板。

此外，根据本发明设置了带有电的驱动装置和按照先前描述的实施方式之一的电池组的车辆。在车辆中，安装空间典型地稍微比电池组大。如果此安装空间由于事故被变形，则具有之前描述类型的分离装置的电池组导致电池组被电分离为单个的电池模块，该电池模块的单个电压小于所允许的接触电压。

在此，车辆这样有利地实施，即分离轨道在主碰撞方向的方向上定向。特别的是，分离轨道有利地平行于车辆的纵轴线定向。

接下来参考所附的附图借助优选实施方式更加详细地阐释本发明。

附图说明

附图示出：

图1示出了根据本发明的具有分离装置的电池组的第一实施方式；

图2示出了图1中的分离装置的第一实施方式；

图3示出了根据本发明的具有分离装置的电池组的第二实施方式；

图4示出了在分离轨道和模块连接器之间的连接的图解的第二实施方式的细节图。

具体实施方式

图1示出了电池组100，该电池组布置在安装空间3中。在此，由图1可以清楚看到用于分离多个在串联连接的电池模块2的分离装置10，在该分离装置中，电池模块2通过可解除地穿插的模块连接器1彼此电连接。分离装置10具有在它的纵向20上可移动的分离轨道4，该分离轨道在中央的轴线7上布置在电池模块2之间的中心。分离装置10布置在沿着电池模块2的一侧并且与多个横越该分离装置的模块连接器1机械连接。通过可解除地穿插的模块连接器1实施的电连接通过分离轨道4在它的纵向20上的运动是可以分离的。除了电池模块2，电池组100包含电池控制单元bcu15。在安装空间3的在分离轨道4的纵向20方向上的变形中，分离轨道4运动经过在安装空间3的内壁上靠置的支柱5并且在电池模块2间的连接被分离。所有的模块连接器1引导通过中央的轴线7。具有多个电池模块2的电池组100通过唯一的分离装置10能够被电地分离为单个的电池模块2。

图2示出了分离装置10，该分离装置具有分离轨道4，分离轨道具有凹槽6和支柱5。凹槽6适合容纳模块连接器1并且适合在分离轨道4的纵向20的方向上运动。支柱5适合平面地承受在纵向20上的力并且将此力传输至分离轨道4。

图3示出了简化的具有电池模块2的电池组100的视图，该电池模块布置在安装框架8’、8’’中。安装框架8’、8’’具有纵向异形件8’以及横向异形件8’’，该异形件被实施为空心异形件。安装框架8’、8’’的部分8’（在此，该部分对应于安装框架8’、8’’的纵向异形件8’）同时是用于分离轨道4的导引部。分离轨道4在空心异形件内或者纵向异形件8’内在它的纵向20上可移动地支承。为了所有的电池模块2彼此可以分离，电池组100具有多个分离装置10，该分离装置的分离轨道4可移动地布置在安装框架8’、8’’的多个纵向异形件8’中。在此，每个分离轨道4具有用于平面的力承受的支柱5。

除了电池模块2，电池组100具有电池控制单元bcu15，该电池控制单元的接头在正如电池模块2的接头那样的同样的方式中被实施为侧向地布置的模块接头14并且在侧向的方向上可插入模块连接器1中。图4示出了与此有关的细节图，剖面a-a’。

图4示出了在侧向的剖面中的在安装框架8’、8’’的纵向异形件8’中布置的电池模块2。纵向异形件8’被实施为空心异形件，具体是矩形异形件。电池模块2通过角异形件17与安装框架8’、8’’的纵向异形件8’固定连接。其中，在该视图中不可见紧固件、如螺钉。电池模块2具有多个电池单元16，该电池单元彼此与单元连接器11连接。电池模块2的接头被实施为侧向地布置的模块接头14。模块连接器1侧向地可插入此模块接头中。模块连接器1通过刚性的连接12与分离轨道4连接。刚性连接12通过被实施作为长孔9的口部被引导到纵向异形件8’的矩形异形件中。作为h-异形件实施的分离轨道4在纵向20上可移动地支承在该矩形异形件中。沿着螺栓位置13，螺栓或者螺钉能够被定位，借助螺栓或者螺钉，能够进行分离轨道4的相对于电池模块2的固定。在力的作用后（该力超过螺栓或者螺钉的允许的剪切力）分离轨道4才相对于电池模块2可移动。