挤出电池外壳接口配置制造技术

一种将电池组单元封装在外壳内的汽车电池组外壳、组件和方法。该外壳包括限定用于各种单个电池单元的安装表面的托盘以及直立壁，同时组件还包括沿着外壳内的堆叠轴线对齐的多个单独的电池单元。该壁由具有周期性间隔开的斜接部的连续的挤出预成型件制成，该预成型件允许弯曲，使得壁可呈现出由各种面板限定的任何形状。该面板与托盘的外围边缘协作以限定电池容器，该电池容器具有与托盘大致类似的覆盖区域形状。除了壁端部彼此相邻配合之外，由于所有的角部基本上都由单件的预成型件形成，因此所有的角部都能形成连续的结构性密封，而不需要密封剂、焊接或其它补充封闭的方法。

Extrusion battery case interface configuration

An automotive battery pack, assembly, and method of packaging a battery pack unit in a housing. The housing includes a tray defining an installation surface for a variety of individual cell units and an upright wall, while the assembly also includes a plurality of individual cell units aligned along the stacked axis of the housing. The wall is composed with periodic spaced miter of continuous extrusion preform made of the preform bending, making the wall can exhibit any shape defined by a variety of panels. The panel is coordinated with a peripheral edge of the tray to define a battery container having a shape similar to the cover area substantially similar to the tray. In addition to the end of the wall adjacent to each other with the outside corner, because all are basically formed by pre forming a single piece, so the corner all can form a continuous structural sealing, without sealants, welding or other supplementary sealing methods.

【技术实现步骤摘要】
挤出电池外壳接口配置
技术介绍
本专利技术总体涉及组成车辆电池组的单个电池单元的容纳，更具体地涉及组成电池外壳的至少部分的挤出部件的使用，以促进单个电池单元的密封容纳。锂离子和相关电池正在用于汽车和相关运输应用中，作为混合动力电动车辆(HEV)的补充，或者在纯电动车辆(EV)中替代常规内燃机(ICE)。锂离子和相关电池能够被动地存储来自固定式和便携式电源的能量，以及存储来自车辆及其部件提供的回收动能，这种能力使得这种电池能够理想地用作汽车、卡车、公共汽车、摩托车和相关车辆平台的推进系统的一部分。在适于汽车应用的一种形式中，单个电池单元被组合成更大的组件，使得电流或电压增加，以产生期望的功率输出。在本专利技术上下文中，较大的电池模块和组件由一个或多个电池经串联、并联或串并联组成，并且包括附加结构以确保其能正确地安装到车辆中。虽然本文中使用术语“电池组”来讨论用于推进动力应用中的基本上完整的电池组件，但是本领域技术人员将认识到，相关术语例如“电池单元”等也可以用于描述这样的组件，并且两个术语中的任何一个都可以互换使用而不会影响这种理解。在一种形式中，构成电池组的单个电池可以被配置为矩形(即棱柱形)罐，其限定刚性外壳，称为电池箱。在另一种形式中，单个电池可以容纳在更薄的柔性矩形袋中。两个变型都可以沿着由对齐的平行板状表面形成的堆叠轴线对置排列(非常类似于一叠卡片)。位于电池外壳的外部的一个或多个边缘上的正极和负极端子相对于堆叠轴线彼此横向间隔开，并且作为用于连接(例如经由母线)到外部负载或电路的电触点。不管采用哪种变型，与用于容纳堆叠的单个电池的外壳相关的设计目标都包括使该外壳具有能够牢固附着于相应的车厢，并密封于车厢中的能力，并提供一定程度的密封气体、液体以及与周围环境隔离的热力和电气。传统上，这需要使用复杂而昂贵的外壳组件，特别是当涉及到减少或消除与这种目标不兼容的外壳接口时。这种复杂或昂贵的外壳的实例包括通过焊接、粘合或铆接钢基部件构造的外壳，而其他外壳使用简单的塑料构造，使其难以保持电池的尺寸质量和耐久性，还有的外壳为复合材料，包含昂贵的材料和制造技术。
技术实现思路
本文公开的本专利技术提供了一种消除两个相邻竖直面板之间的接口的新颖方式，该面板用于形成堆叠的棱柱形电池单元的外壳或相关壳体，电池单元无论是罐形还是袋形，都适用于本专利技术。根据本专利技术的教导，公开了用于将一个或多个这样的电池固定到更大的电池组件(例如电池模块或电池组)中的设计。同样地，除了包含在外壳内的许多电池单元之外，用于车辆应用的电池组的部件的组件还可以包括冷却设备、固定设备、电气连接设备、控制和监控设备以及其他设备，这些设备虽然不产生电力，但形成了整个电池系统的封装和组装的重要组成部分。根据本专利技术的一个方面，公开了一种汽车电池组组件，其包括多个棱柱形电池单元以及用于容纳或包含电池单元的外壳，所述棱柱形电池单元中的至少一些沿着堆叠轴线对齐。外壳由限定安装表面的托盘以及与托盘配合的直立壁构成。所述壁包括沿着托盘外围边缘形成的面板，其中每个面板由挤出的预成型件形成，所述挤出的预成型件可以在选定的斜接位置处弯曲，使得连接两个相邻面板的交叉点在斜接处形成密封的角部。此外，凹槽可形成在每个面板的下部，其允许大致平坦的托盘的滑入接合。在一种形式中，多个电池可以被分组成更大(通常为箱形)的电池模块，使得这些模块中的一个或多个可以以最佳地利用由这样的外壳限定的覆盖区域的方式容纳在外壳内。此外，覆盖区域可以成形为任何形状，以产生连续斜接弯曲，从而更好地适应相应数量的模块，包括具有不同堆叠方向的那些模块。因此，因为这种电池模块的高效放置较为重要，所以可以使堆叠轴线基本上与一个模块的支撑表面的细长方向一致，而另一个模块可以布置成使得堆叠轴线基本上与支撑表面横向方向一致，两种方式组合放置亦可。根据本专利技术的另一方面，电池组外壳包括限定安装表面的托盘，以及具有周期性间隔开的斜接部的直立壁，所述斜接部以类似于前述方面的方式限定多个面板。根据本专利技术的又一方面，公开了一种组装汽车电池组的方法。附图说明当结合以下附图阅读时，可以最好地理解本专利技术的优选实施例的以下详细描述，其中相同的结构由相同的附图标记表示，其中：图1示出了具有电池组和内燃机形式的混合动力推进系统的车辆；图2A和图2B示出了构造为可放置在根据本专利技术的电池外壳内的棱柱形罐(图2A)和棱柱形袋(图2B)的概念性电池单元；图3示出了图1的车辆的下侧视图，包括根据本专利技术的一个方面的电池组的概念性放置；图4示出了与V形斜接部相关联的细节，该V形斜接部穿过基本上连续的挤出预成型件上；图5示出了具有复合形状的壁的电池外壳的简化底部透视图；图6示出了图4所示的预成型件的一系列面板是如何布置成用于限定图5中电池外壳的一部分复合壁形状的；图7示出了图4中预成型件的两个相邻面板以连续的90度角配合，以形成壁的一部分，以及托盘的滑入放置，两者一起可以用作图2A或图2B所示电池的电池外壳；图8A和图8B示出了图4的预成型件的两个假想的可替代沿边剖面图，包括形成在其中的有开放通道的较厚剖面(图8A)和没有(图8B)这种通道的较薄剖面；以及图9示出了托盘的滑入附接结构，该附接结构通过形成在各种面板中的对齐槽附接到壁。具体实施方式首先参照图1、图2A和图2B，示出了具有用于推进车辆100的概念性电池组400的混合动力车辆100的视图。在本上下文中，应当理解，术语“车辆”可以适用于由一个或多个电池组400供电的汽车、卡车、货车、运动型多用途车辆(SUV)或类似车辆，以及摩托车、飞机或船只。除了电池组400，车辆100还包括ICE200、一个或多个电动机300以及电子控制系统(未示出)。车辆100还包括动力系统(未示出，其可以是驱动轴等形式)，用于将推进动力从ICE200、电动机/发电机300或电池组400输送到一个或多个车轮500。电池组400可以另外包括荷电状态(SOC)系统和功率逆变器组件(均未示出)，以及其它导电元件，这些导电元件配置为在这些组件和其他相关联的电池相关电子部件之间提供电流流动的路径。虽然电池组400被示出在车辆100的下部中央及后部，但是其可以位于任何合适的位置，以便于实现优选的电耦合程度、结构集成度等。在一个实施例中，电池组400是由多个锂离子(Li离子)电池组成的组件组成，其形式是罐形式405A(图2A)和袋形式405B(图2B)；这些单独的电池统称为电池405。在一种形式中，通过对多个电池405进行堆叠和分组制成的较大模块(未示出)可以被配置为，使得至少一部分电池405的堆叠轴线基本上平行于车辆100的细长(即纵向)方向，而在其他形式中，堆叠轴线可以配置为，使得包含在其中的模块和电池405基本上平行于车辆100的横向方向，并且又一种形式可以是模块和电池405中的一个或多个沿纵向设置，而另一个或多个的模块和电池405沿横向设置。所有变型都被认为在本专利技术的范围内。同样地，本领域技术人员将理解，尽管车辆100当前被示为混合动力车辆，但具有纯电力(即不需要ICE200)的车辆也被认为在本专利技术的范围内。由本专利技术的受让人研究的电池组400的一种常见的车辆形式被称为动力电池，而另一种被称为能量电池。两种变型都可以包括将各种模块或相关子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车电池组组件，其包括：多个沿着堆叠轴线对齐的棱柱形电池；以及与所述多个棱柱形电池协作以提供其容纳的外壳，所述外壳包括：在外壳上限定安装表面的托盘；以及由挤出的预成型件制成的直立壁，所述挤出的预成型件具有周期性间隔的斜接部，所述斜接部限定斜接部间的多个面板，所述面板形成在设于所述斜接部处的相应弯曲部上，使得所述面板沿着多个托盘外围边缘设置，以在角部处限定连续的结构性密封，所述角部形成在所述面板的至少大部分相邻面板之间。

【技术特征摘要】
2016.01.05 US 14/9878981.一种汽车电池组组件，其包括：多个沿着堆叠轴线对齐的棱柱形电池；以及与所述多个棱柱形电池协作以提供其容纳的外壳，所述外壳包括：在外壳上限定安装表面的托盘；以及由挤出的预成型件制成的直立壁，所述挤出的预成型件具有周期性间隔的斜接部，所述斜接部限定斜接部间的多个面板，所述面板形成在设于所述斜接部处的相应弯曲部上，使得所述面板沿着多个托盘外围边缘设置，以在角部处限定连续的结构性密封，所述角部形成在所述面板的至少大部分相邻面板之间。2.根据权利要求1所述的组件，其中至少大部分所述面板还限定凹槽，所述凹槽形成在面板下部中，以便于与所述托盘滑动接合。3.根据权利要求1所述的组件，其中所述电池的至少一部分的所述堆叠轴线基本上平行于所述托盘的细长方向。4.根据权利要求1所述的组件，其中，所有所述多个面板围绕所述托盘，使得所述壁上有不超过一个的角部需要附加材料以在壁上形成密封。5.根据权利要求1所述的组件，其中至少一个所述斜接部限定形成在其中的卸荷凹口，使得在所述弯曲发生时，构成与所述斜接部相邻的所述面板的材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·C·柯蒂斯，R·S·尚帕涅，D·D·克鲁格，S·L·格罗斯，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US