具有铅酸电池形状要素的锂离子电池制造技术

一种锂离子电池模块22包括外壳39，所述外壳的尺寸符合标准铅酸电池的外形尺寸。所述锂离子电池模块22还包括：多个锂离子电池单元116，所述多个锂离子电池单元以堆叠的方式设置在所述外壳39内；以及所述外壳39的散热外壁部件60、62。所述散热外壁部件大体上在至少一个方向上延伸至所述标准铅酸电池的最外层尺寸。寸。寸。

【技术实现步骤摘要】
具有铅酸电池形状要素的锂离子电池
[0001]本申请是国际申请日为2014年3月12日、国际申请号为PCT/US2014/024850、国家申请号为201480042955.1、专利技术名称为“具有铅酸电池形状要素的锂离子电池”的中国专利技术专利申请的分案申请。
[0002]专利技术背景
[0003]本公开大体上涉及电池和电池模块领域。更具体地说，本公开涉及可以用于车辆背景以及其他能量存储/消耗应用中的电池单元(battery cell)。
[0004]本节旨在向读者介绍可能与下面所描述并且/或者要求保护的本公开的各个方面有关的技术的各个方面。该论述被认为有助于向读者提供背景信息以促进对本公开的各个方面的更好的理解。因此，应该了解的是，这些陈述应该从这个角度阅读，而不视为是对现有技术的承认。
[0005]使用一个或多个用于为车辆提供所有或者部分原动力的电池系统的车辆可以被称为xEV，其中，术语“xEV”在本文中定义为包括所有以下将电力用作它们的所有或者部分车辆原动力的车辆或者其任何变型或者组合。如本领域的技术人员将了解的，混合动力车辆(HEVs)结合了内燃机推进系统和用电池供电的电力推进系统，诸如48伏或者130伏的系统。术语HEV可以包括任何变型的混合动力车辆。例如，全混合系统(FHEVs)可以向使用一个或多个电机的车辆、仅使用内燃机、或者同时使用两者的车辆提供动力或者其他电力。相反，当车辆空载时，中度混合系统(MHEVs)禁用内燃机，并且利用电池系统继续对空调单元、无线电或者其他电子产品供电，并且当需要推进时重新启动发动机。中度混合系统还可以，例如在加速期间，应用一定级别的电力辅助，以补充内燃机。中度混合通常为96V到130V，并且通过集成有皮带或者曲柄的起动发电机来回收制动能量。进一步地，微混合电动车辆(mHEV)还使用与中度混合相似的“停止
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启动”系统，但mHEV的微混合系统可以或者可以不向内燃机提供电力辅助并且通常在低于60V的电压下操作。为了进行本论述，应该注意的是，mHEV在技术上通常不将直接提供给曲轴或者变速器的电力用于车辆的原动力的任何部分，但mHEV仍可以被认为是xEV，这是因为当车辆处于空转状态同时内燃机禁用时，它确实将电力用于补充车辆的动力需要并且可以通过集成式起动发电机回收制动能量。另外，插电式电动车(PEV)是可以从诸如壁式插座等外部电源充电的任何车辆，并且存储在可充电蓄电池组中的能量驱动或者有助于驱动车轮。PEV是电动车的子类别，所述电动车包括：全电式或者纯电电动车(BEVs)、插电式混合电动车(PHEVs)、以及混合电动车和常规内燃机车辆的电动车改装。
[0006]与仅使用内燃机和传统的电气系统(通常是由铅酸电池供电的12伏系统)的更传统的燃气动力车辆相比，如上所描述的xEVs可以提供若干优点。例如，与传统的内燃机车辆相比，xEVs可以产生更少的不需要的排放物并且可以展示出更高的燃油效率，以及，在某些情况下，这种xEVs可以完全消除汽油的使用，如在某些类型的PHEVs的情况下。
[0007]随着xEV技术的继续发展，需要为这种车辆提供改进型电源(例如，电池系统或者模块)。例如，需要增加这种车辆在不需要对电池再充电的情况下可以行进的距离。另外，还可能需要改进这种电池的性能并且降低与电池系统相关联的成本。

技术实现思路

[0008]与最初所要求保护的主题的范围相称的某些实施例总结如下。这些实施例不旨在限制本公开的范围，相反，这些实施例仅旨在提供某些公开的实施例的简要总结。事实上，本公开可以囊括与下面提出的实施例相似的或者不同的各种形式。
[0009]本公开涉及电池和电池模块。更具体地说，本公开涉及所有电化学和静电能量存储技术(例如，超级电容器、镍锌电池、镍氢电池以及锂电池)。特定实施例涉及可以用于车辆背景(例如，xEVs)以及其他能量存储/消耗应用(例如，电网的能量存储)中的锂离子电池单元。进一步更具体地说，当前所公开的实施例涉及配置为与现有系统协作以与传统铅酸电池一起使用的锂离子电池模块。
[0010]根据本实施例的电池模块可以包括在堆叠定向(例如，堆叠)上互连的锂离子电池单元，并且包括结构元件，该结构元件协作以适应标准铅酸电池的形状要素。应该注意的是，堆叠可以包括水平堆叠或者垂直堆叠。根据本实施例，锂离子电池模块的外尺寸将适配在容座内，该容座配置为容纳具有标准大小的传统铅酸电池。在一些实施例中，锂离子电池的所有形状要素可以不直接对应于传统铅酸电池。标准最大尺寸与传统铅酸电池的每个方面的传统尺寸不同。作为示例，某些部件的最外层边界(例如，外缘的高度和宽度)可以与传统铅酸电池的标准的最外层边界匹配，而其他的则不匹配。作为具体示例，为了容纳内部部件或者外部部件(例如，传热翅片)，围绕锂离子电池的中心的周长可以大于围绕铅酸电池的中心的周长，围绕铅酸电池的中心的周长可相对于底座和盖子变窄。同时，锂离子电池的联接部件的性质或者内含物，诸如基脚或者具有紧固件容座的唇部，可以相对于传统的铅酸电池而不同，以便容纳锂离子电池的某些功能部件(例如，散热部件)。作为具体示例，锂离子电池可以不包括在传统上包括在铅酸电池的基座的侧部上的基脚或者唇部部件，从而在保持在与标准化铅酸电池相关联的几何体的最外层边界内的同时为内部部件或者散热部件提供附加空间。
[0011]在一个实施例中，一种锂离子电池模块包括外壳，所述外壳的尺寸符合标准铅酸电池的外形尺寸。所述锂离子电池模块还包括以堆叠的方式设置在所述外壳内的多个锂离子电池单元，以及所述外壳的散热外壁部件。所述散热外壁部件大体上在至少一个方向上延伸至所述标准铅酸电池的最外层尺寸。
[0012]在另一实施例中，一种锂离子电池模块包括外壳，所述外壳的尺寸符合标准铅酸电池的外形尺寸。多个锂离子电池单元以堆叠的方式设置在所述外壳内。外壳的所述散热外壁部件包括一对设置在所述多个电池单元的相对侧上的侧板。至少两个单元互连板彼此相对设置并且接近所述堆叠的相应端，从而经由所述单元互连板促进从所述多个锂离子电池单元延伸的某些电极的联接。外壳的端板联接至所述散热外壁部件的相应端部，从而使得所述单元互连板位于所述端板之间，并且使得所述端板的外面安置为隔开大体上等于所述标准铅酸电池的最外层长度尺寸的距离。
[0013]在另一实施例中，一种锂离子电池模块包括外壳，所述外壳的尺寸符合标准铅酸电池的外形尺寸。所述锂离子电池模块包括：顶压板；底压板；以及多个锂离子电池单元，所述多个锂离子电池单元以堆叠的方式设置在所述外壳内并且在所述顶压板与所述底压板之间。包括电池控制模块的电池控制组件设置在所述外壳内与所述多个锂离子电池单元相对的所述顶压板的一侧上。
附图说明
[0014]当参照附图阅读以下详细说明时，本公开的这些和其他部件、方面和优点将变得更好理解，在整个附图中，相同的字符表示相同的部分，其中：
[0015]图1是根据本方法的实施例的具有有助于车辆的所有或者部分动力的电池系统的车辆(xEV)的透视图；
[0016]图2是根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池模块，所述锂离子电池模块包括：外壳；多个锂离子电池单元，所述多个锂离子电池单元以堆叠的方式设置在所述外壳内并且电联接在一起，其中电联接的所述多个锂离子电池单元至少包括48V的电压；散热器，所述散热器提供在所述外壳上，用于排散来自所述多个锂离子电池单元的热量；在所述外壳的相对两侧上的基脚，在所述外壳的另外的两侧上不具有基脚以便在所述外壳的附加的相对两侧上容纳两个端板；所述锂离子电池模块的第一端子，所述第一端子与所述多个锂离子电池单元的阳极联接，其中所述第一端子配置为提供接地连接；所述锂离子电池模块的第二端子，所述第二端子与所述多个锂离子电池单元的阴极联接，其中所述第二端子配置为提供第一输出电压；以及所述锂离子电池模块的第三端子，所述第三端子与电池控制模块的直流
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直流转换器联接，所述直流
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直流转换器与所述多个锂离子电池单元的所述堆叠的所述阴极联接，其中所述第三端子配置为提供不同于所述第一输出电压的第二输出电压；其中，所述锂离子电池模块具有最外层长度尺寸和最外层宽度尺寸，所述最外层长度尺寸和所述最外层宽度尺寸对应于铅酸DIN代码H9电池组类尺寸，其中，所述基脚延伸到所述最外层尺寸。2.根据权利要求1所述的锂离子电池模块，其包括多个内部散热片，所述多个内部散热片与所述多个锂离子电池单元交错并且与所述散热器热连通。3.根据权利要求1所述的锂离子电池模块，其中所述散热器包括多个翅片，所述多个翅片从所述外壳的包括所述基脚的所述相对两侧的每一侧上的散热外壁延伸。4.根据权利要求3所述的锂离子电池模块，其中，所述散热外壁沿所述锂离子电池模块的长度大体延伸至所述最外层长度尺寸；其中，所述散热外壁包括两个散热板，所述两个散热板形成所述外壳的相对两侧面。5.根据权利要求4所述的锂离子电池模块，其中，所述两个散热板各自包括多个翅片；并且其中，所述多个翅片的外边界延伸至所述最外层宽度尺寸，并且其中，所述多个翅片中的每个翅片的外边界沿着所述外壳的最外层长度一致地对齐，以使得所述多个翅片的各个外表面限定所述外壳的外边界；所述锂离子电池模块包括所述多个翅片的子集，所述子集包括相对于所述多个翅片中的其他翅片而言的短翅片，并且所述锂离子电池模块包括设置在所述短翅片之下的与所述外壳的基部对齐的基脚。6.根据权利要求1所述的锂离子电池模块，其中，所述端板的基部包括大体上与所述外壳的基部对齐的底座，并且包括限定所述外壳的纵向端部的外表面；其中，所述端板大体上是平面的，并且所述端板包括形成在其中的突起以增加所述端板的结构完整性。7.根据权利要求3所述的锂离子电池模块，其中，所述散热外壁通过具有与所述最外层宽度尺寸的至少98％相对应的长度或者厚度而在所述至少一个方向上大体延伸至所述最外层宽度尺寸；
其中，所述散热外壁包括多个散热翅片，所述多个散热翅片沿所述外壳的所述最外层高度尺寸的大部分延伸，并且所述多个散热翅片具有大体上延伸至所述最外层宽度尺寸的大体上对齐的外缘。8.根据权利要求1所述的锂离子电池模块，其中所述外壳进一步包括对应于所述DIN代码H9电池组类尺寸的最外层高度，并且其中，所述最外层高度包括190mm。9.根据权利要求1所述的锂离子电池模块，其中，所述多个锂离子电池单元中的每一个锂离子电池单元包括第一尺寸和小于所述第一尺寸的第二尺寸，其中所述第一尺寸延伸跨过所述外壳的内部长度尺寸，并且所述第二尺寸延伸跨过所述外壳的内部宽度尺寸，以使得所述多个锂离子电池单元的每个锂离子电池单元的外周符合所述外壳的内周。10.一种锂离子电池模块，所述锂离子电池模块包括：外壳，所述外壳的最外层尺寸的长度和宽度对应于铅酸DIN代码H9电池组类尺寸，以使得所述外壳的尺寸不超过由铅酸电池限定的尺寸，所述铅酸电池具有394mm的最外层长度尺寸和175mm的最外层宽度尺寸；多个锂离子电池单元，所述多个锂离子电池单元以堆叠的方式设置在所述外壳内并且电联接到一起，其中电联接的所述多个锂离子电池单元至少包括48V的电压，并且其中所述多个锂离子电池单元中的每一个锂离子电池单元包括第一尺寸和小于所述第一尺寸的第二尺寸，其中所述第一尺寸延伸跨过所述外壳的内部长度，并且所述第二尺寸延伸跨过所述外壳的内部宽度，以使得所述多个锂离子电池单元的每个锂离子电池单元的外周对应于所述外壳的内周的至少一部分；至少两个电池单元互连板，所述至少两个电池单元互连板彼此相对地设置并且接近所述堆叠的相应端，从而经由所述至少两个电池单元互连板有助于将从所述多个锂离子电池单元延伸出的某些电极的联接；所述外壳的端板，所述端板被联接为使得所述至少两个电池单元互连板位于所述端板之间，并且所述端板的外表面以隔开大体上等于所述最外层长度尺寸的距离而安置；在所述外壳的相对两侧上的基脚，在所述外壳的另外的两侧上不具有基脚，其中所述基脚延伸到所述最外层宽度尺寸，并且所述基脚置于与具有394mm的最外层长度尺寸和175mm的最外层宽度尺寸的所述铅酸电池上的基脚的位置相对应的位置；所述锂离子电池模块的第一端子，所述第一端子与所述多个锂离子电池单元的堆叠的阳极联接，其中所述第一端子配置为提供接地连接；所述锂离子电池模块的第二端子，所述第二端子与所述多个锂离子电池单元的堆叠的阴极联接，其中所述第二端子配置为提供第一输出电压；以及所述锂离子电池模块的第三端子，所述第三端子与电池控制组件的直流
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直流转换器联接，所述直流
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直流转换器与所述多个锂离子电池单元的所述堆叠的所述阴极联接，其中所述第三端子配置为提供不同于所述第一输出电压的第二输出电压。11.根据权利要求10所述的锂离子电池模块，进一步包括散热器，其中所述散热器包括所述外壳的散热外壁部件，所述散热外壁部件包括沿着所述锂离子电池模块的长度延伸的散热板、以及从所述散热板延伸并沿着所述锂离子电池模块的横向于所述长度的宽度延伸的多个外部翅片，并且所述锂离子电池模块包括多个内部散热片，所述多个内部散热片与
所述多个锂离子电池单元交错并且与所述散热外壁部件热连通。12.根据权利要求11所述的锂离子电池模块，所述锂离子电...

【专利技术属性】
技术研发人员：佩里，
申请(专利权)人：CPS科技控股有限公司，
类型：发明
国别省市：