棱柱形-软包混合蓄电池模块制造技术

蓄电池模块包含棱柱形外壳和金属箔层叠软包外壳两者的特征，并且被配置成接收并支撑电化学电池。蓄电池模块外壳包括刚性管状框架和柔性盖元件，该柔性盖元件被连结到框架并且封闭框架的开口端部。框架具有面向电池的内表面、与内表面相对的外表面、在框架的一个开口端部处将内表面连结到外表面的第一边缘以及在框架的相对开口端部处将内表面连结到外表面的第二边缘。第一盖元件叠覆于并封闭框架的所述一个开口端部，并且第二盖元件叠覆于并封闭框架的另一开口端部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】棱柱形-软包混合蓄电池模块
本公开大体上涉及蓄电池（battery）模块，其包括被包封在混合外壳内的电化学电池（cell），外壳包含棱柱形外壳和金属箔层叠软包（pouch）外壳两者的特征。
技术介绍
蓄电池组为各种技术提供电力，范围为从便携式电子器件到可再生电力系统和环境友好型车辆。例如，混合动力汽车（HEV）将蓄电池组和电动马达与燃烧发动机结合使用以增加燃料效率。蓄电池组由多个蓄电池模块形成，其中每个蓄电池模块包括多个电化学电池。在蓄电池模块中，电池被布置成二维或三维阵列，并且串联或并联地电连接。同样地，蓄电池组内的蓄电池模块串联或并联地电连接。
技术实现思路
在一些方面中，蓄电池模块包括蓄电池模块外壳和被置于电池外壳中的电化学电池。电化学电池可以被设置成电池堆，并且每个电池包括正电极、负电极和分隔件，其中，分隔件被夹在正电极和负电极之间并且防止正电极和负电极之间的物理接触。蓄电池模块外壳包括围绕电池堆的圆周的刚性框架。框架具有面向电池堆的内表面、与内表面相对的外表面、在电池堆的一个端部处将内表面连结到外表面的第一边缘以及在电池堆的另一个端部处将内表面连结到外表面的第二边缘。蓄电池模块外壳包括第一盖元件和第二盖元件。第一盖元件由金属箔层叠材料形成。此外，第一盖元件叠覆于电池堆的一个端部，并且第一盖元件的周边边缘沿着第一盖元件的整个周边边缘被连结到框架。第二盖元件由金属箔层叠材料形成。第二盖元件叠覆于电池堆的另一个端部，并且第二盖元件的周边边缘沿着第二盖元件的整个周边边缘被连结到框架。第一盖元件、第二盖元件和框架协作以形成包含电池堆的模块外壳。在一些实施例中，第一盖元件沿着第一盖元件的整个周边边缘被密封到框架，并且第二盖元件沿着第二盖元件的整个周边边缘被密封到框架。因此，第一盖元件、第二盖元件和框架协作以形成包含电池堆的密封的模块外壳。在一些实施例中，模块外壳的内部空间处于小于大气压力的压力下。在一些实施例中，框架包括至少一个端口，该至少一个端口被配置成当端口处于打开配置中时允许流体流通过框架，并且该至少一个端口被配置成当端口处于封闭配置中时阻止流体流通过框架。在一些实施例中，框架包括至少一个传感器，该至少一个传感器被配置成探测电池堆的至少一个电池的操作性质。在一些实施例中，框架包括导电端子。端子包括第一端部，该第一端部从框架的内表面向内突出并且与至少一个电池的正电极和负电极中的一个电接触，并且端子包括从框架的外表面向外突出的第二端部。在一些实施例中，第一盖元件沿着第一盖元件的整个周边边缘被连结到第一边缘，并且第二盖元件沿着第二盖元件的整个周边边缘被连结到第二边缘。在一些实施例中，框架包括被配置成允许框架被固定到支撑结构的一体安装特征部。在一些实施例中，框架包括：端子开口，其被配置成允许被电连接到至少一个电池的端子通过；以及被置于端子开口中的密封件，其被配置成阻止在端子和端子开口之间的流体流。在一些实施例中，框架包括在第一冷却通道开口和第二冷却通道开口之间延伸的冷却通道，冷却通道限定在框架内的流体流路径。在一些方面中，蓄电池模块包括被配置成接收和支撑电化学电池阵列的蓄电池模块外壳。蓄电池模块外壳包括框架以及第一和第二盖元件。框架是刚性的并且围绕电池阵列的圆周。框架具有面向电池阵列的内表面、与内表面相对的外表面、在电池阵列的一个端部处将内表面连结到外表面的第一边缘以及在电池阵列的另一个端部处将内表面连结到外表面的第二边缘。第一盖元件由金属箔层叠材料形成。第一盖元件叠覆于电池阵列的一个端部，并且第一盖元件的周边边缘沿着第一盖元件的整个周边边缘被连结到框架。此外，第二盖元件由金属箔层叠材料形成。第二盖元件叠覆于电池阵列的另一个端部，并且第二盖元件的周边边缘沿着第二盖元件的整个周边边缘被连结到框架。第一盖元件、第二盖元件和框架协作以形成包含电化学电池的模块外壳。在一些方面中，蓄电池模块包含棱柱形外壳和金属箔层叠软包外壳两者的特征，并且被配置成接收并支撑电化学电池。蓄电池模块外壳包括刚性管状框架和柔性盖元件，该柔性盖元件被连结到框架并且封闭框架的开口端部。框架具有面向电池的内表面、与内表面相对的外表面、在框架的一个开口端部处将内表面连结到外表面的第一边缘以及在框架的相对开口端部处将内表面连结到外表面的第二边缘。第一盖元件叠覆于并封闭框架的一个开口端部，并且第二盖元件叠覆于并封闭框架的另一开口端部。蓄电池模块外壳的与金属箔层叠软包外壳共有的特征是使用第一和第二盖元件，这在与框架的相对端部对应的位置处提供了柔性外壳部分。由柔性金属箔层叠材料制成的第一和第二盖元件使得蓄电池模块能够适应在电池操作期间发生的电池尺寸的变化（“电池生长”）。因此，能够避免当电池被存储在完全刚性的外壳（例如棱柱形外壳）中时有时会发生的电池损坏。蓄电池模块外壳与棱柱形外壳共有的特征是使用围绕被置于蓄电池模块外壳内的电池的刚性框架。支撑和保护被置于蓄电池模块外壳内的电池的框架能够根据应用的具体情况的要求以任意高度制造，并且因此允许存储相对于软包电池的电池堆更高的电池堆，该软包电池由于金属箔层叠材料的拉拔性质而具有有限的高度。即，本文中公开的蓄电池模块外壳不需要拉拔金属箔层叠材料，借此避免了与在深拉拔过程中形成软包电池相关联的一些问题（例如，拉拔深度限制、由于拉拔造成的材料损坏、软包材料中的复杂接头的密封）。第一和第二盖元件被提供以作为片，其在热密封过程中被连结到框架的平坦表面。因此，密封接头简单且容易成形，并且因此是可靠的。而且，因为第一和第二盖元件被直接密封到框架，所以蓄电池模块外壳没有与将金属箔层叠材料折叠且密封到软包配置中相关联的凸缘。因此，提高了蓄电池模块与蓄电池组内的其它蓄电池模块的包装效率。刚性框架允许辅助结构（诸如端子、带阀端口和/或传感器）被容易且牢固地安装在电池附近。由于框架的刚度，与在软包型外壳中提供这样的结构时相比，辅助结构在模块外壳内的密封变得不那么复杂且更可靠。本公开的一个或更多个特征、方面、实施方式和优点的细节在附图、具体实施方式和所附权利要求中进行阐述。附图说明图1是蓄电池模块的分解立体图，其包括蓄电池模块外壳和被置于外壳内的电化学电池堆。图2是贯穿图1的线2-2观察的蓄电池模块外壳的横截面图。图3是电化学电池的横截面图。图4是贯穿图1的线4-4观察的蓄电池模块外壳的横截面图。图5是贯穿图1的线4-4观察的替代性实施例蓄电池模块外壳的横截面图。图6是替代性实施例蓄电池模块的分解立体图，其包括替代性实施例蓄电池模块外壳和被置于外壳内的电化学电池堆。图7是贯穿图6的线7-7观察的蓄电池模块外壳的横截面图。具体实施方式参考图1和图2，蓄电池模块1是包括电化学电池102的能量存储装置，电化学电池102相互电连接并且以有组织的方式被存储在蓄电池模块外壳2内。电池102能够例如通过堆叠被布置在模块外壳2内。在蓄电池模块外壳2内，电池1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓄电池模块，包括：/n被布置成电池堆的电化学电池，每个电池包括正电极、负电极和分隔件，其中，所述分隔件被夹在所述正电极和所述负电极之间并且防止所述正电极和所述负电极之间的物理接触，/n围绕所述电池堆的圆周的刚性框架，所述框架具有面向所述电池堆的内表面、与所述内表面相对的外表面、在所述电池堆的一个端部处将所述内表面连结到所述外表面的第一边缘以及在所述电池堆的另一个端部处将所述内表面连结到所述外表面的第二边缘，/n由金属箔层叠材料形成的第一盖元件，所述第一盖元件叠覆于所述电池堆的所述一个端部并且所述第一盖元件的周边边缘沿着所述第一盖元件的整个所述周边边缘被连结到所述框架，以及/n由金属箔层叠材料形成的第二盖元件，所述第二盖元件叠覆于所述电池堆的所述另一个端部，所述第二盖元件的周边边缘沿着所述第二盖元件的整个所述周边边缘被连结到所述框架，/n其中，所述第一盖元件、所述第二盖元件和所述框架协作以形成包含所述电池堆的模块外壳。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171205 US 15/8324401.一种蓄电池模块，包括：
被布置成电池堆的电化学电池，每个电池包括正电极、负电极和分隔件，其中，所述分隔件被夹在所述正电极和所述负电极之间并且防止所述正电极和所述负电极之间的物理接触，
围绕所述电池堆的圆周的刚性框架，所述框架具有面向所述电池堆的内表面、与所述内表面相对的外表面、在所述电池堆的一个端部处将所述内表面连结到所述外表面的第一边缘以及在所述电池堆的另一个端部处将所述内表面连结到所述外表面的第二边缘，
由金属箔层叠材料形成的第一盖元件，所述第一盖元件叠覆于所述电池堆的所述一个端部并且所述第一盖元件的周边边缘沿着所述第一盖元件的整个所述周边边缘被连结到所述框架，以及
由金属箔层叠材料形成的第二盖元件，所述第二盖元件叠覆于所述电池堆的所述另一个端部，所述第二盖元件的周边边缘沿着所述第二盖元件的整个所述周边边缘被连结到所述框架，
其中，所述第一盖元件、所述第二盖元件和所述框架协作以形成包含所述电池堆的模块外壳。


2.根据权利要求1所述的蓄电池模块，其中，
所述第一盖元件沿着所述第一盖元件的整个所述周边边缘被密封到所述框架，并且
所述第二盖元件沿着所述第二盖元件的整个所述周边边缘被密封到所述框架，
借此所述第一盖元件、所述第二盖元件和所述框架协作以形成包含所述电池堆的密封的模块外壳。


3.根据权利要求2所述的蓄电池模块，其中，所述模块外壳的内部空间处于小于大气压力的压力下。


4.根据权利要求1所述的蓄电池模块，其中，所述框架包括至少一个端口，所述至少一个端口被配置成当所述端口处于打开配置中时允许流体流通过所述框架，并且所述至少一个端口被配置成当所述端口处于封闭配置中时阻止流体流通过所述框架。


5.根据权利要求1所述的蓄电池模块，其中，所述框架包括至少一个传感器，所述至少一个传感器被配置成探测所述电池堆的至少一个电池的操作性质。


6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·米隆，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE