多单元集成壳体制造技术

本发明专利技术提供一种用于保持多个电池单元元件的电池单元壳体，每个电极结构在其自己的隔室中。所公开的壳体消除对一些单独的电池壁的需要并且用共享壁隔板替代它们。

【技术实现步骤摘要】
多单元集成壳体
本申请总体上涉及电池和电池系统的领域，并且具体地涉及可以用于电动车辆的电池和电池系统。
技术介绍
通常，电动车辆不同于传统机动车辆，因为电动车辆使用一个或多个电池供电的电动马达至少部分地驱动。相比之下，传统机动车辆仅依靠内燃发动机来驱动车辆。电动车辆可以使用电动马达代替内燃发动机或者除了内燃发动机之外使用电动马达。示例电动车辆包括混合动力电动车辆(HEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)、燃料电池车辆、燃料电池电动车辆和纯电动车辆(BEV)。BEV包括电动马达，其中用于马达的能量源是可从外部电网再充电的电池。HEV包括内燃发动机和电动马达，其中用于发动机的能量源是燃料，并且用于马达的能量源是电池。PHEV类似于HEV，但是PHEV具有可从外部电网再充电的更大容量的电池。电动车辆通常需要使用各种专用车辆部件，比如高电压(HV)电池系统。用于电动车辆的HV电池系统通常包括用来提供这种车辆的驱动系统所需的能量的一个或多个高电压电池。由于它们的高电压、高比能、高能量密度、低自放电率、长循环寿命和宽温度操作范围，所以棱柱形锂离子(Li-ion)电池单元广泛使用在供BEV、HEV和PHEV使用的HV电池系统中。棱柱形锂离子电池单元1a通常包括封装具有多层材料的电池单元元件5的硬壳壳体2(有时称为“罐”)，该多层材料被折叠和/或卷绕和/或堆叠以提供电池单元元件5。由于其包含的电池单元元件5的形状，所以壳体2通常具有比其侧面4更长的正面3。所描述的棱柱形锂离子电池单元1a具有顶盖8和底盖7。顶盖8通常包括负电端子9a和正电端子9b。为了产生用于许多电动汽车的电池系统，可以通常以面对面配置(有时称为前对后配置)将多个单独的棱柱形锂离子电池单元设置在一起，以形成各个棱柱形锂离子电池单元的阵列1b。然而，这种阵列可能很重并且经常遭受热和压力异质性。此外，这种阵列内的各个电池单元易受不对准和不均匀的压缩力的影响，这可能不利地影响各个电池之间的电连接并且导致其他问题。期望的是，提供解决与由多个单个电池单元组成的电池系统相关联的一个或多个缺陷的改进的电池系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供解决与由多个单个电池单元组成的电池系统相关联的一个或多个缺陷的改进的电池系统。所公开的专利技术构思提供一种用于保持多个电池单元元件的电池单元壳体，每个电池单元元件在其自己的隔室中。所公开的壳体消除对一些单独的电池单元壁的需要并且用共享隔板替代它们。在一些实施例中，具有共享隔板允许重量节省。在一些实施例中，具有共享隔板允许尺寸/体积节省。在一些实施例中，具有共享隔板允许成本节省。在一些实施例中，具有共享隔板允许改进的电池单元部件的对准和更均匀的压缩力。在一些实施例中，具有共享隔板允许改进的温度均匀性和调节。在一些实施例中，部分地由于改进的热均匀性，所以具有共享隔板减少或消除对电池单元间冷却机构的需要，这可以进一步导致体积节省和重量节省。在一些实施例中，具有共享隔板促进改进的机械刚度。在一些实施例中，具有共享隔板使构建过程更容易。根据本专利技术，提供一种多电池单元可再充电电池，包含：壳体，壳体包含将壳体的内部分成多个电池单元隔室的一个或多个隔板；可再充电电池单元元件，可再充电电池元件设置在壳体的每个隔室内；以及多个电端子，其中壳体包含上层和下层，并且其中上层包含至少两个电池单元隔室，并且下层包含至少两个电池单元隔室。根据本专利技术的一个实施例，其中可再充电电池单元元件从由以下组成的组中选择：锂离子电池单元元件、镍镉电池单元元件和镍金属氢化物电池单元元件。根据本专利技术的一个实施例，其中上层包含至少三个电池单元隔室，并且下层包含至少三个电池单元隔室。根据本专利技术的一个实施例，其中隔板由金属材料或金属化材料构成。根据本专利技术的一个实施例，其中金属材料或金属化材料从由以下组成的组中选择：铝、铝合金、不锈钢、碳钢、合金钢、镁、镁合金、钛、钛合金和金属化碳纤维。根据本专利技术的一个实施例，其中金属材料具有至少10W/(m·K)的热导率。根据本专利技术的一个实施例，其中可再充电电池单元元件是锂离子电池单元元件。根据本专利技术的另一方面，提供一种多电池单元锂离子电池，包含：壳体，壳体包含将壳体的内部分成多个电池单元隔室的一个或多个隔板；锂离子电池单元元件，锂离子电池元件设置在壳体的每个隔室内；以及多个电端子，其中隔板由金属材料或金属化材料构成。根据本专利技术的一个实施例，其中金属材料或金属化材料从由以下组成的组中选择：铝、铝合金、不锈钢、碳钢、合金钢、镁、镁合金、钛、钛合金和金属化碳纤维。根据本专利技术的一个实施例，其中壳体包含上层和下层，并且其中所述上层包含至少两个电池单元隔室，并且所述下层包含至少两个电池单元隔室。本专利技术的上述
技术实现思路
不旨在描述本专利技术的每个实施例或每个实施方式。通过参照附图和下面某些优选实施例的具体实施方式，优点和成就连同本专利技术的更完整的理解将变得明显且被领会。附图说明图1A是棱柱形锂离子电池单元的分解透视图；图1B是以阵列面对面堆叠的三个棱柱形锂离子电池的分解透视图；图2A、图2B、图2C和图2D是具有共享隔板的各种多单元电池的分解透视图；图3是具有共享隔板的各种多单元电池的俯视图；图4A、图4B、和图4C示出了具有共享隔板的多单元电池的各种配置；图5是示出了由利用共享壁造成的示例重量节省的图；图6是示出了由利用共用壁造成的示例体积节省的图；以及图7示出了示例电动车辆的动力传动系统的示意图。具体实施方式在本节中提供本专利技术的某些优选实施例的具体实施方式。本文所使用的术语是为了描述本专利技术的某些优选实施例的特定方面的目的，并不旨在限制所要求保护的本专利技术的范围，本专利技术的范围将仅由所附权利要求来限制。所公开的实施例是可以以各种和替代形式体现的本专利技术的示例。附图不一定按比例绘制。一些特征可能被夸大或最小化以示出特定部件的细节。本申请中公开的具体结构和功能细节不应该被解释为限制，而仅仅是作为教导本领域技术人员如何实践本专利技术的代表性基础。除非另有定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属领域的技术人员通常理解相同的含义。图2A描述了多单元锂离子电池21a的一个实施例的部分分解图。图2A所描述的实施例包含框架22，该框架22包括外壁25和二十七(27)个隔板，它们一起将内部分成十八(18)个隔室26。在那些二十七(27)个隔板中，十五(15)个是面对面隔板23，十二(12)个是并排隔板24。锂离子电池单元元件5设置在每个隔室26内。在图2A所描述的实施例中，壳体由底壁27、框架22的外壁25和顶盖28形成。电解液也设置在每个隔室26内。图2A所描述的实施例的顶盖28包括用于每个锂离子电池单元元件5的一个负电端子9a和用于每个锂离子电池单元元件5的一个正电端子9b，总共有十八(18)个负电端子和十八(18)个正电端子。在一些实施例中，底壁和外壁被形成为单个单元。这种实施例的示例是图2B中所描述的多单元锂离子电池21b。在图2B所描述的实施例中，壳体由顶盖28、框架22'的外壁25'和框架22'的底壁部分27'形成。尽管图2B描述了具有十八(18)个隔室26的实施例，但是许多不同数量的隔室和隔室设置被预期。应当理解的是，图2A所示的底壁27或图2B所示的框本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多电池单元可再充电电池，包含：壳体，所述壳体包含将所述壳体的内部分成多个电池单元隔室的一个或多个隔板；可再充电电池单元元件，所述可再充电电池单元元件设置在所述壳体的每个所述隔室内；以及多个电端子。

【技术特征摘要】
2016.02.05 US 15/016,4171.一种多电池单元可再充电电池，包含：壳体，所述壳体包含将所述壳体的内部分成多个电池单元隔室的一个或多个隔板；可再充电电池单元元件，所述可再充电电池单元元件设置在所述壳体的每个所述隔室内；以及多个电端子。2.根据权利要求1所述的多电池单元可再充电电池，其中所述可再充电电池单元元件从由以下组成的组中选择：锂离子电池单元元件、镍镉电池单元元件和镍金属氢化物电池单元元件。3.根据权利要求2所述的多电池单元可再充电电池，其中所述隔板由金属材料或金属化材料构成。4.根据权利要求3所述的多电池单元可再充电电池，其中所述金属材料或金属化材料从由以下组成的组中选择：铝、铝合金、不锈钢、碳钢、合金钢、镁、镁合金、钛、钛合金和金属化碳纤维。5.根据权利要求3所述的多电池单元可再充电电池，其中所述金属材料具有至少10W/(m·K)的热导率。6.根据权利要求3所述的多电池单元可再充电电池，其中所述金属材料是铝或铝合金，并且其中每个所述隔板具有至少0.53mm，但不大于0.75mm的厚度。7.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔瓦罗·马西亚斯，布莱恩·约瑟夫·罗伯特，肯特·施奈德，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US