电池模组、用于电池模组的端部封闭件和壳体制造技术

本申请涉及电池模组、用于电池模组的端部封闭件和壳体。端部封闭件用于容纳由彼此堆叠的电化学电芯构成的电池模组的壳体。每个模组包括管状的并包括一对敞开的端部的中间外壳。在每个敞开的端部处提供端部封闭件。在一些实施例中，端部封闭件包括端帽，端帽包括封闭件外壳和间隔肋。当端部封闭件安装在适当地构造的模组中时，间隔肋有助于界定隔离室，隔离室将电芯极耳中的相邻的电芯极耳对彼此隔离。在一些实施例中，端帽由塑料制成，且至少一个接纳紧固件的套筒柱与端帽接合，以提供用于将模组固定到支撑结构的稳固固定点。在一些实施例中，端部封闭件包括附接框架，用于将塑料端帽固定到由金属制成的中间外壳。固定到由金属制成的中间外壳。固定到由金属制成的中间外壳。

【技术实现步骤摘要】
电池模组、用于电池模组的端部封闭件和壳体


[0001]本技术总体上涉及软包类多电芯电池模组(pouch
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type multicell battery modules)的领域。具体地，本技术涉及用于电池模组壳体的端部封闭件(end closures)，和包含该端部封闭件的电池模组壳体和电池模组。

技术介绍

[0002]随着燃烧发动机驱动的交通工具和有线设备被电池驱动的等效物所取代，以及随着可再生能源变得越来越普遍而导致的电力存储需求也在增长，电池变得越来越普遍。在许多应用中，用于这些应用的电池基于电化学电芯(electrochemical cell)，例如锂金属电芯和锂离子电芯，并且这些电芯通常是软包类的，其通常具有矩形的形状因子。因为单独的电芯受到相关化学物质的限制，只能产生相对低的电压和相对低的电流，所以用于能量密集型应用的多个单独的电芯被封装在一起并彼此电连接，以形成具有较高输出电压和/或较高输出电流的电池模组。如果能量需求大于单个模组所能提供的能量需求，则将多个单独的模组分组和/或封装在一起，并且彼此电连接，以形成电池包(battery pack)，该电池包具有所讨论的特定应用所需的必要能量需求和输出电压及电流特性。
[0003]电池模组的电芯堆(cell stack)通常由全铝合金壳体或复合壳体保护，该复合壳体具有铝中间外壳和固定到中间外壳的塑料端板。在这些模组中的一些中，端板包括用于将模组固定到支撑结构的固定点，该支撑结构在使用期间将模组保持在适当的位置。
[0004]当端板由铝合金制成时，例如美国材料试验协会(ASTM)A356.2压铸合金或锻造合金指定系统(WADS)6系列合金，合金的相对高的材料密度导致更高的模组重量，因此，导致更低的重量能量密度，并且导致对于使用这些模组的电动交通工具(EV)的更低的系统能量效率。此外，当端板由铝合金制成时，它们是导电的，因此，壳体结构需要用电绝缘板来扩充，这进一步增加了模组的重量。
[0005]当端板由工程塑料制成时，端板的机械强度相对低，当端板包括固定点时，这可能需要使用比其他情况下需要的更多的塑料。这种额外的材料不仅增加了模组的重量，而且通常还增加了模组的总体积，这降低了重量能量密度和体积能量密度，并降低了电动交通工具的系统效率。当塑料端板包括固定点时，可能出现的另一个问题是端板不能焊接到铝制中间外壳。相反，需要使用另一种类型的紧固手段(比如结合和/或机械紧固)来连结异种材料。这些可选择的紧固手段通常不如焊接，并且使接合部更容易损坏，尤其是在电池模组部署在电动交通工具中时在惯性力的影响下更容易损坏。

技术实现思路

[0006]在一种实施方式中，本公开涉及一种用于电池模组的端部封闭件，该电池模组包括具有一对敞开的端部的中间外壳，并且该电池模组包含电芯堆，该电芯堆具有多于一个极耳(pole tabs)和位于极耳之间的极耳间空间中的极耳间绝缘体(inter
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tab insulation)。端部封闭件包括端帽，端帽被设计和构造成牢固地固定到中间外壳，其中端
帽由一种或更多种工程塑料制成，并且端帽包括：具有内部空间的封闭件外壳(closure shell)；以及多于一个间隔肋(spacing ribs)，该间隔肋固定到封闭件外壳并位于内部空间中，该间隔肋被设计和构造成当端部封闭件安装在电池模组中以封闭中间外壳的敞开的端部中的一个时接合极耳间绝缘体以形成多于一个隔离室，隔离室将极耳中的紧邻的极耳对彼此隔离。
[0007]在另一种实施方式中，本公开涉及一种用于电池模组的端部封闭件，该电池模组包括具有一对敞开的端部的中间外壳，该端部封闭件包括：端帽，该端帽被设计和构造成牢固地固定到中间外壳，以便封闭中间外壳的敞开的端部中的一个，其中该端帽由一种或更多种工程塑料制成；以及至少一个固定点，该固定点被设计、构造和定位成当端部封闭件安装在电池模组中时通过该至少一个固定点接纳用于将电池模组固定到支撑结构的机械紧固件，固定点包括端帽中的套筒柱接受器(sleeve
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column receptacle)和接合在套筒柱接受器中的金属套筒柱(metal sleeve
‑
column)。
[0008]在又一实施方式中，本公开涉及一种用于电池模组的端部封闭件，该电池模组包括由金属制成并具有一对敞开的端部的中间外壳。端部封闭件包括端帽，端帽被设计和构造成牢固地固定到中间外壳，以便封闭中间外壳的敞开的端部中的一个，其中端帽由一种或更多种工程塑料制成；以及用于将端帽固定到中间外壳的附接框架，附接框架固定到端帽并且包括金属，当端部封闭件安装在所述电池模组中时，附接框架焊接到中间外壳。
[0009]本技术还提供以下项目：
[0010]1.一种用于电池模组的端部封闭件，所述电池模组包括中间外壳，所述中间外壳具有一对敞开的端部，并且所述电池模组包含电芯堆，所述电芯堆具有多于一个极耳和位于所述极耳之间的极耳间空间中的极耳间绝缘体，所述端部封闭件包括：
[0011]端帽，其被设计和构造成牢固地固定到所述中间外壳，其中所述端帽由一种或更多种工程塑料制成，并且包括：
[0012]封闭件外壳，其具有内部空间；以及
[0013]多于一个间隔肋，其固定到所述封闭件外壳并位于所述内部空间中，所述间隔肋被设计和构造成当所述端部封闭件安装在所述电池模组中以便封闭所述中间外壳的所述敞开的端部中的一个时接合所述极耳间绝缘体以形成多于一个隔离室，所述隔离室将所述极耳中的紧邻的极耳对彼此隔离。
[0014]2.根据项目1所述的端部封闭件，其中，当所述端部封闭件安装在所述电池模组中时，所述多于一个间隔肋中的每一个延伸到所述中间外壳中。
[0015]3.根据项目1所述的端部封闭件，其中，所述端帽包括至少一个固定点，所述固定点被设计、构造和定位成当所述端部封闭件安装在所述电池模组中时通过所述固定点接纳用于将所述电池模组固定到支撑结构的机械紧固件，所述固定点包括所述端帽中的套筒柱接受器和接合在所述套筒柱接受器中的金属套筒柱。
[0016]4.根据项目3所述的端部封闭件，其中，所述端帽包括台阶部分，并且所述套筒柱延伸穿过所述台阶部分。
[0017]5.根据项目3所述的端部封闭件，其中，所述套筒柱具有纵向轴线和沿所述纵向轴线彼此相对的第一端部和第二端部，所述紧固件具有头部，并且所述套筒柱包括一对凸缘，所述一对凸缘分别位于所述第一端部和所述第二端部处，用于在所述紧固件的所述头部和
所述支撑结构之间传递压缩力。
[0018]6.根据项目1至5中任一项所述的端部封闭件，其中，所述中间外壳由金属制成，并且所述端部封闭件还包括附接框架，所述附接框架用于将所述端帽固定到所述中间外壳，所述附接框架固定到所述端帽并且包括金属，当所述端部封闭件安装在所述电池模组中时所述附接框架焊接到所述中间外壳。
[0019]7.根据项目6所述的端部封闭件，其中，所述中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电池模组的端部封闭件，其特征在于，所述电池模组包括中间外壳，所述中间外壳具有一对敞开的端部，并且所述电池模组包含电芯堆，所述电芯堆具有多于一个极耳和位于所述极耳之间的极耳间空间中的极耳间绝缘体，所述端部封闭件包括：端帽，其被设计和构造成牢固地固定到所述中间外壳，其中所述端帽由工程塑料制成，并且所述端帽包括：封闭件外壳，其具有内部空间；以及多于一个间隔肋，其固定到所述封闭件外壳并位于所述内部空间中，所述间隔肋被设计和构造成当所述端部封闭件安装在所述电池模组中以便封闭所述中间外壳的所述敞开的端部中的一个时接合所述极耳间绝缘体以形成多于一个隔离室，所述隔离室将所述极耳中的紧邻的极耳对彼此隔离。2.根据权利要求1所述的端部封闭件，其特征在于，当所述端部封闭件安装在所述电池模组中时，所述多于一个间隔肋中的每一个延伸到所述中间外壳中。3.根据权利要求1所述的端部封闭件，其特征在于，所述端帽包括至少一个固定点，所述固定点被设计、构造和定位成当所述端部封闭件安装在所述电池模组中时通过所述固定点接纳用于将所述电池模组固定到支撑结构的机械紧固件，所述固定点包括所述端帽中的套筒柱接受器和接合在所述套筒柱接受器中的金属套筒柱。4.根据权利要求3所述的端部封闭件，其特征在于，所述端帽包括台阶部分，并且所述套筒柱延伸穿过所述台阶部分。5.根据权利要求3所述的端部封闭件，其特征在于，所述套筒柱具有纵向轴线和沿所述纵向轴线彼此相对的第一端部和第二端部，所述紧固件具有头部，并且所述套筒柱包括一对凸缘，所述一对凸缘分别位于所述第一端部和所述第二端部处，用于在所述紧固件的所述头部和所述支撑结构之间传递压缩力。6.根据权利要求1至5中任一项所述的端部封闭件，其特征在于，所述中间外壳由金属制成，并且所述端部封闭件还包括附接框架，所述附接框架用于将所述端帽固定到所述中间外壳，所述附接框架固定到所述端帽并且所述附接框架由金属制成，当所述端部封闭件安装在所述电池模组中时所述附接框架焊接到所述中间外壳。7.根据权利要求6所述的端部封闭件，其特征在于，所述中间外壳具有内周，并且所述附接框架具有内周并且包括遮光凸缘，所述遮光凸缘围绕所述附接框架的所述内周延伸，并且当所述端部封闭件安装在所述电池模组中时，所述遮光凸缘邻近所述中间外壳的所述内周延伸到所述中间外壳中。8.一种用于电池模组的端部封闭件，其特征在于，所述电池模组包括具有一对敞开的端部的中间外壳，所述端部封闭件包括：端帽，所述端帽被设计和构造成牢固地固定到所述中间外壳，以便封闭所述中间外壳的所述敞开的端部中的一个，其中所述端帽由工程塑料制成；以及至少一个固定点，所述固定点被设计、构造和定位成当所述端部封闭件安装在所述电池模组中时通过所述固定点接纳用于将所述电池模组固定到支撑结构的机械紧固件，所述固定点包括所述端帽中的套筒柱接受器和接合在所述套筒柱接受器中的金属套筒柱。9.根据权利要求8所述的端部封闭件，其特征在于，所述套筒柱具有纵向轴线和沿所述纵向轴线彼此相对的第一端部和第二端部，所述紧固件具有头部，并且所述套筒柱包括一
对凸缘，所述一对凸缘分别位于所述第一端部和所述第二端部处，用于在所述紧固件的所述头部和所述支撑结构之间传递压缩力。10.根据权利要求8所述的端部封闭件，其特征在于，所述端帽包括台阶部分，并且所述套筒柱延伸穿过所述台阶部分。11.根据权利要求9或权利要求10所述的端部封闭件，其特征在于，所述中间外壳容纳电芯堆，所述电芯堆具有多于一个极耳和位于所述极耳之间的极耳间空间中的极耳间绝缘体，并且所述端帽还包括：封闭件外壳，其具有内部空间；以及多于一个间隔肋，其固定到所述封闭件外壳并位于所述内部空间中，所述间隔肋被设计和构造成当所述端部封闭件安装在所述电池模组中以便封闭所述中间外壳的所述敞开的端部中的一个时接合所述极耳间绝缘体...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁记卫，王显杰，段勇，
申请(专利权)人：麻省固能上海新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：