[发明专利]可重构车辆蓄电池封装部件

说明书

技术领域

本发明总体上涉及组成车辆蓄电池组的各个蓄电池单元的装纳，并且更具体地涉及使用组成蓄电池封装件的可重构部件，该封装件可适用于多种车辆蓄电池组变体。

背景技术

锂离子和相关蓄电池正在机动车和相关运输应用中使用，在混合动力电动车辆（HEV）的情形中被用作一种补充的方式，或在纯电动车辆（EV）的情形中被用作传统内燃发动机（ICE）的取代物。被动地存储来自静止和可移动来源的能量以及来自车辆和其部件提供的重新获取的动能的能量的能力使得这样的蓄电池用作轿车、卡车、公共汽车、摩托车和相关车辆平台的推进系统的一部分是理想的。在适合于机动车应用的一种形式中，各个蓄电池单元被结合成更大的组件，使得电流或电压增加以便产生需要的功率输出。在当前的背景中，更大的模块和组装组件由串联、并联或二者兼有地连结的一个或多个电池单元组成，并且包括附加的结构以便确保被适当的安装入车辆内。尽管术语“蓄电池组”在本文被用于讨论用于在推进功率应用中使用的实质上完整的蓄电池组件，但本领域技术人员应当理解的是，诸如“蓄电池组合件”等的相关的术语也可以被用于描述这样的组件，并且任一术语均可以可互换地被使用而不丧失这样的理解。

在一种形式中，组成蓄电池组的各个电池单元被设置成限定被称为电池单元壳的刚性外壳的矩形（即，棱柱形）罐。在另一种形式中，各个电池单元被容纳在更薄的柔性矩形袋中。两种变体均可以沿由对齐的平行板状表面形成的堆积轴线被设置成面对的布置（很像一副牌）。位于壳体外部的一个边缘上的正极端子和负极端子相对于堆积轴线彼此横向地间隔开，并且起到用于连接（例如，经由母线）到外部负载或电路的电触头的作用。具体关于棱柱形罐，大量的各个交替的正电极和负电极在罐内沿堆积方向彼此间隔分开并且由非传导性隔离件保持电气隔离。来自每个负电极的引线在壳体内汇集到一起以便给在外部突伸的负极端子馈电，而来自每个正电极的引线相似地汇集到一起以便给在外部突伸的正极端子馈电。

不论采用哪种变体，被用于装纳堆积的各个电池单元的封装件都需要提供与对应的车辆隔室的牢固附接和在对应的车辆隔室内的装纳。传统地，这使得使用复杂、昂贵并且不适用于诸如不同尺寸的蓄电池组的蓄电池组构造的改型的封装组件成为必需。因而，需要大量的设计和制造时间以便研发一种不论任何需要改变蓄电池组的尺寸或形状的情形都可适用的新封装件。

发明内容

根据本发明的教导，公开了一种用于将一个或多个蓄电池单元紧固到更大的蓄电池组件（例如蓄电池模块或蓄电池组）内的设计。在本文背景中，尽管所述设计也可以被应用于棱柱形袋变体，但所述设计主要被设置成用于棱柱形罐状蓄电池单元。相似地，用于车辆应用的蓄电池组的部件的组件除多个蓄电池单元之外还可以包括：冷却、紧固、电气连接性、控制和监测以及其它设备，所述设备虽然不对电功率的产生做出贡献，但是形成了整个蓄电池系统包装和组装的重要部分。而且在本文背景内，术语“模块化”、“可重构”及其变体意味着覆盖部件使得产生的组件可以适合于对齐的蓄电池单元的具体尺寸（特别是沿由电池单元形成的堆积轴线的长度方向），使得对于封装这样的蓄电池单元不需要新的或重新设计的封装部件；这相应地促进了封装件及其组成部件的一种“无需定制”的适应性的形式。

根据本发明的一方面，公开了一种机动车蓄电池组组件。所述组件包括多个模块化部件，包括托盘，托盘在其上限定安装表面以便接受多个棱柱形蓄电池，安装表面被设置成具有沿伸长维度的实质上等截面；这促进了组成封装件的其它部件以及组成蓄电池组的蓄电池单元和电气设备的可重构的设置。这促进了理想的模块化的、可重构的封装件。可附接到托盘或彼此的部件包括围绕托盘的实质周边布置的直立壁和沿托盘安装表面的一部分布置的托架，使得托架实质上配合在由壁和托盘限定的容积内。特别地，托架中的至少一个与托盘协作使得它们之间的附接不论所述协作在沿着伸长维度的任何位置发生都是不变的。附加的封装部件，例如顶盖，可以被布置在所述容积之上。

根据本发明的另一方面，机动车蓄电池组组件包括沿堆积轴线对齐的多个棱柱形蓄电池和多个模块化部件，所述模块化部件由限定安装表面以便沿其伸长维度和宽度维度接受蓄电池的托盘构成。安装表面限定沿其伸长维度的实质上等横截面以便促进安装表面与可沿安装表面布置的多个托架之间的不变协作；这相应地辅助蓄电池单元和随附的电气设备在封装件内的可重构设置以便适应电池单元尺寸、数量或取向的变化。其它部件可以包括直立壁、顶盖和其它特征以便帮助提供包含在其中的蓄电池和相关设备的装纳和至少部分隔离。