电池系统的改进或与电池系统有关的改进技术方案

为在包括多个电池的电池模块内的电池提供连接，并且还提供多模块电池系统中模块之间的连接，所述连接器设计为能够改善电池系统的通风，以最小化过热和电池失效，增加在临界电池失效的情况下对短路危害的抵抗力，并且还能提供适当的绝缘。还提供电池系统及其应用，尤其是其在电池供电的移动体中的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电池的改进或与电池有关的的改进，具体地涉及用于为移动体提供电 力的电池组。
技术介绍
目前，从环境方面和经济方面考虑，都逐渐需要抛弃矿物燃料驱动的车辆。汽油驱 动或柴油驱动的内燃机由于不期望的气体排放及微粒排放物的产生，是产生严重环境污染 的原因。燃料价格的增长和获得原料的最终限制也需要替代的电源的发展。电池驱动的车辆是已知的，多年来送奶车和高尔夫球车一直是电池驱动的。然而， 所需的电池系统非常沉重和笨重，并且需要大量空间。在需要充电之前，电池寿命也是有限 的。最近，出现了混合动力汽车例如Toyota出产的Prius。这些混合动力汽车能够依靠矿 物燃料或电池提供的电力工作，并且它们能够从一种电源切换到另一种电源。但是，电池寿 命是有限的，并且需要频繁地通过在矿物燃料运行期间产生的能量进行充电。另一个缺点 在于电池系统依然很沉重和笨重，并且在汽车结构内部需要足够的空间来容纳电池系统。
技术实现思路
本专利技术提供克服上述缺点的改进的电池系统。在本申请中，术语“电池”指单个电池；术语“模块”指安装在一起以提供发电单元 的几个电池，以及术语“系统”指链接在一起作为整个发电单元的几个模块。为了在足够的 时间内产生充足的电力，几个模块可以组装在一起。例如，可以通过将电池串联连接在一起 产生电压，而可以通过将电池并联在一起产生容量(储能量)。首尾相接结构表示安装模块 使得一个模块中的电池正极端(首端)连接到相邻模块中的电池负极端(尾端)。作为示例，如果使用电压为3. 2伏特的电池组装成电池系统，则10个电池可以串 联连接提供32伏特的模块。如果电池还具有1. 6Ah的容量，那么并联连接10个电池将提 供16Ah的容量。然后电压和电流的乘积是储能。再例如，如果需要大约45千瓦时的储能， 则可以使用包括在每个模块中并联106个电池并且84个模块采用首尾相接结构串联的系 统。在这种方式中，如果每个电池是3. 2伏特和1. 6Ah，则系统提供106 X 1. 6Ah = 169. 6Ah 和84X3. 2伏特=268. 8伏特。作为电压和电流的乘积的容量是45588瓦时或45. 588千 瓦时。本专利技术关于改进这种电池系统的组装和效力。难点可能在于组装这种系统和保证 模块内电池之间和系统内模块之间的充分电气连接。此外，难点还可能在于系统内的模块 内可能引起过热的产生，可能引起火灾和腐蚀材料的释放。本专利技术应用于任何类型的多电池系统。电池合宜地彼此并联安装到模块中，它们 合宜地是圆柱形、棱柱形或聚合体，并安装使得每个电池的正极端在模块的同一端。采用几 个模块的情况优选地将它们以首尾相接的结构安装。然后有必要保证模块内电池之间良好 的电气连接以提供所需电压，以及模块之间良好的电气连接以建立所需要的电流，两种电气连接的结合保证提供整个 容量。提供充分的绝缘以防止电池和/或模块短路也是很重要 的。因此本专利技术提供一种电池系统，其包括至少两个模块，每个模块中的电池并联安 装，并且模块以首尾相接的结构安装，其中通过模块之间的连接板提供模块之间的导电性， 该连接板在与模块内电池端部相对应的位置上具有孔。在本专利技术的另一个实施例中，提供一种系统，其用于多个电池的电气连接以形成 包括板的模块，该板具有用于建立电池之间电气连接的装置，其中该板具有通风装置，借助 该通风装置，流体或气体可以从模块中电池周围流过。在一优选实施例中，该板包括位于与电池的正极和/或负极端的位置对应的位置 的一串孔，并利用穿过这些孔的金属条建立连接。在另一实施例中，该条不覆盖这些孔的整 个表面，通过这种方式可以在条的边缘提供间隙，从而允许流体流过模块的轴。此外或可替 换地，板可以具有其它孔以允许通风。在模块由几个彼此临近设置的圆柱形电池组成的实 施例中，可以在板中提供其它的孔，以与相邻电池之间形成的通道的端部相符。在另一实施例中，流体或气体是空气，并提供风扇以沿模块的轴驱动空气，并且在 一优选实施例中，贯穿电池系统驱动空气。利用这种方式，电池系统是可控的，如果电池失 效，可能产生的任何废气都能够被移走。利用这种方式，提供更为安全的系统，该系统不会 由于单个电池的失效而失效。可以将连接器板连接到模块的两端，并且该板可以具有相邻板可以借其互相固定 以形成电池系统的装置。模块可以合宜地用螺栓固定在一起，因为这样允许在一次处理中 实现所需的机械和电气组装。在另一优选实施例中，提供导电垫片，以在模块之间形成小的 间隙，从而允许排空(vent)特别是可能由于电池失效而产生的逐步形成的任何压力。优选 的是0. 5mm至2. Omm的间隙，更优选的是Imm至1. 5mm的间隙。合宜地，垫片可以由钢或铜 制成。对于大功率电池系统来说，我们优选具有通风孔的垫片。首尾相接的结构还有助于减小模块边缘的短路风险。而且，如果模块失效，也易于 卸掉螺栓并更换。此外，可以容易地提供连接装置例如夹片或支架，以将电池系统固定在所 需位置。如果整个电池系统包括安装在不同位置的两个或更多个电池的系统，还可以提供 接触点用于连接两个或更多个电池的系统。使用本专利技术的连接器板还具有其它益处，该板可以作为将热量从电池带走的热 沉，使能量可以消散到周围环境中。本专利技术的连接系统中采用的板应该是导电材料，以便当两个模块彼此连接在一起 时确保它们之间良好的电气接触。铜由于其高导电性而成为制造该板尤其优选的金属。然 而，铜并不是形成接触电池端部的金属条的适宜材料，因为必需将该条点焊到电池的顶部 接触而铜又不可焊接。我们发现镍或某些镍合金是制造连接器条的适宜材料。因此，在另一实施例中，本专利技术提供一种用在电池模块中的连接器板，其包括具有 一串孔的铜板，这些孔位于与电池模块内的电池的正极和/或负极端接触点相对应的位 置，该板具有桥接但是不覆盖孔的连接器条，所述条可焊接到电池的上端以与电池建立电 气接触，并且调节其尺寸使得能够在条的边缘和孔的圆周之间提供间隙。用于形成当前的承压板的材料和可焊接地连接到电池的顶部的材料的不同特性 在接合所述材料中产生问题。我们发现超声焊接是将两种不同材料接合的有效方法，而不会产生如我们在一同提出的申请PAAJBA778中所描述的热熔合焊接(heat based fusion weld)。超声焊接在进行焊接的地方产生两种材料的合金混合。同样重要的是不需要第三 种粘合介质，例如焊料。而且，形成这种接合的超声方法提供低阻抗和高质量的接合。 在另一实施例中，本专利技术提供一种电池模块，其具有如前所述的连接到其的连接 器板。在另一实施例中，本专利技术提供一种电池系统，其包括多个连接到一起的模块，其中通 过连接器板(可选择地与垫片一起)建立了模块内的电池模块之间的电气接触和模块之间 的电气接触。在另一实施例中，在系统内提供适当的电气绝缘以防止系统短路。如果系统包括 彼此并排运行(rim alongside)的模块，那么绝缘是尤其有用的，并且在电池的顶部周围也 是有用的，以防止电池系统壳的两个元件与用于接合多个电池的板之间的短路。绝缘可以 减小短路的可能性并限制模块失效的影响。能够使用的适合绝缘材料的示例是天然橡胶和 合成橡胶以及耐温的电绝缘材料例如云母，可替换地，可以使用起泡灵(fomex)膜材料，其 可以通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池系统，其包括至少两个模块，每个模块中的电池并联安装，并且所述模块以首尾相接的方式安装，其中通过所述模块之间的连接板提供所述模块之间的电气传导，所述连接板在与所述模块内的电池的端部相对应的位置具有孔。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】GB 2008-4-3 0806088.11.一种电池系统，其包括至少两个模块，每个模块中的电池并联安装，并且所述模块以 首尾相接的方式安装，其中通过所述模块之间的连接板提供所述模块之间的电气传导，所 述连接板在与所述模块内的电池的端部相对应的位置具有孔。2.一种用于将多个电池电气连接以形成模块的系统，所述模块包括具有用于建立电池 之间的电气连接的装置的板，其中所述板具有通风装置，通过该通风装置，流体或气体可以 从所述填块中所述电池周围流过。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述板包括位于与所述电池的正极端的位置 相对应位置的一串孔，并且利用穿过所述孔的金属条建立所述连接。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述条不覆盖所述孔的整个表面。5.根据权利要求2至4中任一项所述的系统，其中所述流体或气体是空气。6.根据前述权利要求的任一项所述的系统，其中提供风扇以沿所述模块的轴驱动流体。7.根据前述权利要求的任一项所述的系统，其中所述板由铜制成。8.根据权利要求3至7中任一项所述的系统，其中所述连接器条由镍或含镍金属制成。9.一种用在电池模块中的连接器板，其包括铜板，该铜板具有位于与所述模块内的电 池的正极和/或负极端对应位置的一串孔。10.一种电池模块，具有一个或更多个根据权利要求9所述的连接器板。11.一种电池系统，其包括连接在一起的根据权利要求10所述的多个模块，其中通...

【专利技术属性】
技术研发人员：S谢尔登，
申请(专利权)人：艾姆伯杰克规划有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]