单元电池端子密封系统及方法技术方案

一种电池模块包括密闭性地密封的电池单元组件。电池单元组件包括外壳和设置在外壳中的电化学单元电池。电池单元组件还包括第一电池端子，该第一电池端子联接到电化学单元电池并且远离电化学单元电池延伸且延伸穿过外壳中的第一开口。外壳中的第一开口包括凸缘。电池单元组件进一步包括环绕凸缘设置的用以施加压缩力以密闭性地密封开口的密封环。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】相关申请的参见引用本申请要求享有2012年9月6日提交的标题为“Radial Cell TerminalSeal-Shrink/Press Fit Ring Design”的美国临时申请系列号 61/697，539 和 2013 年 9 月5 日提交的标题为“Radial Cell Terminal Seal-Shrink/Press Fit Ring Design”的美国非临时申请系列号14/019,453的优先权及权益，兹以参见的方式将这两个申请的内容并入本文中。
技术介绍
本专利技术总体上涉及电池、电池模块及电池系统领域。更具体地，本公开内容涉及用于电池单元的密封系统及技术，该电池单元尤其可用于车辆环境以及其它的储能/耗能应用。本节旨在向读者介绍可能与在下文描述和/或请求保护的本公开内容的各方面有关的领域的各方面。相信这种讨论有助于向读者提供背景资料以便于更好地理解本公开内容的各方面。因此应当理解的是，这些说明要以这一角度来阅读，而不是作为对现有技术的承认。使用一种或多种电池系统以为车辆提供全部或部分动力的车辆可以被称为xEV，其中本文定义的术语“xEV”包括使用电力作为其全部或部分车辆动力的所有以下车辆或其任意变型或组合。本领域技术人员可以了解的是，混合动力电动车辆(HEV)将内燃发动机驱动系统和电池供电的电动驱动系统(如48伏或130伏系统)相结合。术语HEV可包括混合动力电动车辆的任意变型。例如，完全混合动力系统(FHEV)可以对使用一种或多种电动机、仅使用内燃发动机或同时使用这两者的车辆提供动力及其它电力。相比之一，轻度混合动力系统(MHEV)在车辆空转时禁用内燃发动机，并利用电池系统继续给空调装置、收音机或其它电子设备供电，以及在期望驱动时重新启动发动机。轻度混合动力系统在加速期间也可应用一定水平的动力辅助(例如)以补充内燃发动机。轻度混合动力通常是96V至130V,并且通过带或曲柄集成的启动发电机重新获得制动能量。进一步地,微混合动力电动车辆(mHEV)也使用类似于轻度混合动力的“停止-启动”系统，但mHEV的微混合动力系统可以或不可以对内燃发动机提供动力辅助并且以低于60V的电压工作。出于本讨论的目的，应当指出的是，mHEV在技术上通常不使用直接提供给曲柄轴或传动装置的电力作为车辆的动力的任何部分，但mHEV仍可被视为xEV，因为当车辆在内燃发动机禁用的情况下空转时其的确使用电力来补充车辆的动力需求，并且通过集成的启动发电机重新获得制动能量。此外,插电式电动车辆(PEV)是可由外部电源(如墙壁插座)进行充电的任何车辆,并且储存在可再充电电池组中的能量驱动或有助于驱动车轮。PEV是电动车辆的子类别，电动车辆包括全电动或电池电动车辆(BEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)以及混合动力电动车辆和常规内燃发动机车辆的电动车辆转换形式。与由内燃发动机供给动力的传统车辆相比，使用电力作为其全部或部分动力的车辆可提供诸多优点。例如，使用电力的车辆可产生较少的污染物并且显示出较大的燃料效率。在一些情况下，使用电力的车辆可完全排除汽油的使用并由电力得到其全部的动力。随着技术的不断发展，有必要为这类车辆提供改进的电源，特别是电池模块。例如，期望使电池模块的复杂度最低化以减少与制造相关的成本。还期望使电池模块的重量和尺寸最小化以保持车辆重量轻并为另外的车辆构件和/或储存提供空间。使用电力作为其至少一部分动力的车辆可由包装成电池模块的多个单个棱柱型电池单元得到其电力。这类电池单元通常包括被保持在外壳内的电化学单元电池以及延伸穿过外壳以将电能从电池单元运载到外部负载的正极和负极电池端子。许多现有的电池单元使用液体电解质来促进电池单元内的电极之间的内部离子流动。电解质的污染及其从电池单元罐中逸出可造成电池性能劣化。出于这个原因(除了别的事项外)，期望以这样的方式密封单个的电池单元，即能保护电池单元的构件，同时便于实现将正极和负极电池端子连接到所需的负载。
技术实现思路
下文总结本文的某些公开内容。这些实施方案并不旨在限制本公开内容的范围，而是这些实施方案仅旨在提供某些公开实施方案的简要总结。实际上，本公开内容可涵盖可类似于或不同于下文给出的实施方案的多种形式。本公开内容的本专利技术实施方案涉及用于电池单元中的径向单元电池端子密封。电池单元包括外壳或电池单元罐和设置在外壳内的电化学单元电池。外壳包括开口，电池端子穿过开口从外壳内的电化学单元电池中突出。外壳中的每个开口均可包括从外壳中延伸的外部设置的凸缘。电池端子延伸穿过每个凸缘。电池端子穿过其延伸的开口借助于环绕外壳上的凸缘设置的密封环被密闭性地密封。密封环可对凸缘径向向内施加压缩力。密封环可通过热收缩配合或压配合环绕凸缘以施加压缩力。本公开内容的实施方案还涉及具有径向单元电池端子密封的电池单元的制造方法。更具体地，可以在使电池端子延伸穿过外壳中的开口之前将密封环环绕凸缘配合。可以将电化学单元电池安装到外壳内，并且将每个电池端子穿过外壳中的相应开口拉动以密闭性地密封开口。在使电池端子的外表面与凸缘的内表面发生接触时可产生密闭性密封。在一些实施方案中，可通过凸缘的内表面与环绕电池端子设置的绝缘垫圈之间的接触建立密闭性密封。密封环对凸缘向内施加压缩力以保持密闭性密封。【附图说明】当参考附图阅读以下【具体实施方式】时可以更好地理解本公开内容的这些及其它特征、方面和优点，贯穿附图中，同样的符号代表同样的部件，其中:图1是具有用以为车辆的各种构件提供动力的电池模块的车辆的实施方案的立体图；图2是图1的车辆及电池模块的实施方案的剖视示意图；图3是用于图1的车辆中的电池模块的局部分解立体图；图4是用于图3的电池模块中的电池单元的实施方案的立体图，该电池单元具有用于密封电池单元中的开口的密封组件；图5是用于图3的电池模块中的电池单元的实施方案的截面视图；图6是用于图3的电池模块中的电池单元的另一实施方案的截面视图；图7是用于图3的电池模块中的电池单元的另一实施方案的截面视图；图8是用于图3的电池模块中的电池单元的另一实施方案的截面视图；图9是用于密封图4的电池单元中的开口的密封组件的实施方案的分解立体图；图10是用于密封图4的电池单元中的开口的密封组件的实施方案的截面视图；图11是用于密封图4的电池单元中的开口的密封组件的另一实施方案的截面视图；图12是图4的电池单元的制造方法的实施方案的工艺流程图；图13是被安装到外壳内以产生密封的电池单元的电化学单元电池的实施方案的前视图；图14是安装到图8的外壳内的电化学单元电池的实施方案的前视图；图15是用于将电化学单元电池安装到外壳内以通过抓握电池单元端子产生密封的电池单元的机构的实施方案的立体图；图16是正被用于通过拉动端子穿过电池单元外壳而将电化学单元电池安装到外壳内的图15的机构的立体图；以及图17是正被穿过图4的开口拉动的电池端子的实施方案的截面视图。【具体实施方式】本文描述的电池系统可用于对各种类型的电动车辆及其它高电压储能/耗能应用(例如，电网电力存储系统)提供电力。这类电池系统可包括一个或多个电池模块，每个电池模块均具有许多个电池单元(例如，锂离子电化学单元电池)，它们被布置成提供适于给例如xEV本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池模块，包括：电池单元组件，包括：具有第一带凸缘的开口和第二带凸缘的开口的外壳；设置在外壳中的电化学单元电池，电化学单元电池具有第一端子和第二端子，第一端子延伸穿过第一带凸缘的开口，并且第二端子延伸穿过第二带凸缘的开口；以及环绕第一带凸缘的开口设置的用以施加压缩力以密闭性地密封第一带凸缘的开口的第一密封环，以及环绕第二带凸缘的开口设置的用以施加压缩力以密闭性地密封第二带凸缘的开口的第二密封环。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马修·R·泰勒，
申请(专利权)人：约翰逊控制技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US