專利名稱：具有密封通風(fēng)口室的電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請一般地涉及電池和電池系統(tǒng)領(lǐng)域。更特別地，本申請涉及一種可以用在交通工具應(yīng)用中的電池和電池系統(tǒng)，以提供用于交通工具的動(dòng)力的至少一部分。
背景技術(shù)：
采用電能用于其動(dòng)力的全部或一部分的交通工具(例如，電動(dòng)車輛(EVs)、混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(HEVs)、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(PHEVs)和類似的交通工具，其共同被稱為 “電動(dòng)車輛”)與采用內(nèi)燃機(jī)的更傳統(tǒng)的汽油動(dòng)力交通工具相比可以提供多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。例如， 電動(dòng)車輛可以產(chǎn)生更少的不期望的排放物，并且與采用內(nèi)燃機(jī)的交通工具相比可能表現(xiàn)出更大的燃料效率(在某些情況下，這樣的交通工具可能消除汽油的使用，某些類型的PHEVs 也是這樣的情況)。當(dāng)電動(dòng)車輛技術(shù)繼續(xù)發(fā)展時(shí)，需要提供用于這樣的交通工具的改進(jìn)的動(dòng)力源(例如，電池系統(tǒng)或模塊)。例如，期望在不需要對電池再充電的情況下增大這樣的交通工具可能行進(jìn)的距離。也期望改進(jìn)這樣的電池的性能，并減小與電池系統(tǒng)相關(guān)的成本。一個(gè)繼續(xù)發(fā)展的改進(jìn)的領(lǐng)域在電池化學(xué)領(lǐng)域。早期的電動(dòng)車輛系統(tǒng)使用鎳氫 (NiMH)電池作為推進(jìn)力源。隨著時(shí)間的過去，不同的添加和修改改進(jìn)了 NiMH電池的性能、 可靠性和實(shí)用性。最近，制造者開始發(fā)展可以用在電動(dòng)車輛中的鋰離子電池。有幾個(gè)與采用用于交通工具應(yīng)用的鋰離子電池相關(guān)的優(yōu)點(diǎn)。例如，鋰離子電池具有比MMH電池更高的電荷密度和比功率。用另一種方式說明，鋰離子電池可以比NiMH電池小，同時(shí)存儲相同的電荷量，其可以允許電動(dòng)車輛中的重量和空間的節(jié)省(或者，備選地，該特征可以允許制造者在不增大交通工具的重量或電池系統(tǒng)占據(jù)的空間的情況下提供更大量的動(dòng)力)。通常已知的是，鋰離子電池與NiMH電池不同地執(zhí)行，并且可以呈現(xiàn)與采用NiMH電池技術(shù)呈現(xiàn)的不同的設(shè)計(jì)和工程挑戰(zhàn)。例如，鋰離子電池可能比可比較的NiMH電池更容易受電池溫度變化的影響，因此在交通工具操作過程中系統(tǒng)可能被用于調(diào)節(jié)鋰離子電池的溫度。鋰離子電池的制造還呈現(xiàn)只有該電池化學(xué)才有的挑戰(zhàn)，并且發(fā)展了新的方法和系統(tǒng)解決這樣的挑戰(zhàn)。期望提供一種用在電動(dòng)車輛中的改進(jìn)的電池模塊和/或系統(tǒng)，其解決與用在這樣的交通工具中的NiMH和/或鋰離子電池系統(tǒng)相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)挑戰(zhàn)。還期望提供一種包括將通過本發(fā)明公開的內(nèi)容的回顧顯而易見的有利的特征中的任何一個(gè)或多個(gè)的電池模塊和/或系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，一種電池模塊包括多個(gè)電化學(xué)電池單元，每個(gè)電池單元在其一端包括一個(gè)被構(gòu)造為允許氣體從電池單元內(nèi)部排出的通風(fēng)口。電池模塊還包括被構(gòu)造為接收多個(gè)電化學(xué)電池單元的結(jié)構(gòu)，以使得每個(gè)電化學(xué)電池單元的通風(fēng)口與該結(jié)構(gòu)內(nèi)部的腔室流體連接。該結(jié)構(gòu)包括具有沿其外邊緣設(shè)置的突起的第一部分和具有沿其外邊緣設(shè)置的凹槽的第二部分。凹槽被構(gòu)造為接收第一部分的突起，以將從任何電化學(xué)電池單元釋放的氣體密封在腔室內(nèi)部。按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式，一種生產(chǎn)具有密封室的電池模塊的方法包括提供多個(gè)電化學(xué)電池單元，電化學(xué)電池單元中的每一個(gè)在其一端包括一個(gè)通風(fēng)口。該方法還包括提供被構(gòu)造為接收電化學(xué)電池單元中的每一個(gè)的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包括具有沿其外邊緣布置的突起的第一部分和具有沿其外邊緣布置的凹槽的第二部分，凹槽被構(gòu)造為接收第一部分的突起。該方法還包括使該結(jié)構(gòu)的第一和第二部分連接在一起以形成密封室。


圖1是按照一個(gè)示例性實(shí)施方式的包括電池系統(tǒng)的交通工具的透視圖。圖2是按照一個(gè)示例性實(shí)施方式的包括電池系統(tǒng)的交通工具的剖視圖。圖3是按照一個(gè)示例性實(shí)施方式的用在電池系統(tǒng)中的電池模塊的一部分的透視圖。圖4是圖3的電池模塊的正視圖。圖5是圖3的電池模塊的頂視圖。圖6是圖3的電池模塊的側(cè)視圖。圖7是沿圖6中的線7-7截取的圖6的電池模塊的剖視圖。圖8是按照一個(gè)示例性實(shí)施方式的圖7和15的電池模塊的一部分的詳細(xì)視圖。圖9是圖8中示出的電池模塊的一部分的分解視圖。圖10是按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式的電池模塊的一部分的詳細(xì)視圖。圖11是按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式的用在電池系統(tǒng)中的電池模塊的一部分的透視圖。圖12是圖11的電池模塊的正視圖。圖13是圖11的電池模塊的頂視圖。圖14是圖11的電池模塊的側(cè)視圖。圖15是沿圖14中的線15-15截取的圖14的電池模塊的剖視圖。圖16A是按照一個(gè)示例性實(shí)施方式的一種裝配電池模塊的方法的流程圖。圖16B是按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式的一種裝配電池模塊的方法的流程圖。圖17A是按照一個(gè)示例性實(shí)施方式的圖7和15的電池模塊的一部分的詳細(xì)視圖。圖17B是按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式的圖7和15的電池模塊的一部分的詳細(xì)視圖。
具體實(shí)施例方式圖1是具有用于提供交通工具10的全部或一部分動(dòng)力的電池系統(tǒng)20的汽車(例如，小汽車)形式的交通工具10的透視圖。這樣的交通工具10可以是電動(dòng)車輛(EV)、混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(HEV)、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(PHEV)或采用電能用于推進(jìn)力的其它類型的交通工具(共同被稱為“電動(dòng)車輛”)。雖然交通工具10在圖1中被示出為小汽車，但是交通工具的類型可以根據(jù)其它的示例性實(shí)施方式而不同，其全部都應(yīng)落在本發(fā)明公開的內(nèi)容的范圍內(nèi)。例如，交通工具10 可以是卡車、公共汽車、工業(yè)車輛、摩托車、娛樂車輛、船或可以從用于其全部或部分推進(jìn)動(dòng)力的電能的使用中獲益的其它類型的交通工具。雖然電池系統(tǒng)20在圖1中被示出為位于車輛的后備箱中或后部，但是按照其它的示例性實(shí)施方式，電池系統(tǒng)20的位置可以不同。例如，電池系統(tǒng)20的位置可以基于交通工具中的可用空間、交通工具的所期望的重量平衡、與電池系統(tǒng)20 —起使用的其它部件(例如電池管理系統(tǒng)、通風(fēng)口、或冷卻裝置等)的位置和多種其它考慮進(jìn)行選擇。圖2示出按照一個(gè)示例性實(shí)施方式以HEV的形式提供的交通工具11的剖視圖。電池系統(tǒng)21朝向燃料罐12近端的交通工具11的后部提供(電池系統(tǒng)21可以直接鄰近燃料罐12提供，或者可以位于交通工具11的后部的獨(dú)立艙(例如后備箱)中，或者可以位于交通工具11的其它位置)。當(dāng)交通工具11利用汽油動(dòng)力推進(jìn)交通工具11時(shí)提供內(nèi)燃機(jī)14。 電機(jī)16、動(dòng)力分配裝置17和發(fā)電機(jī)18也被提供為交通工具驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一部分。這樣的交通工具11可以僅由電池系統(tǒng)21、僅又發(fā)動(dòng)機(jī)14或由電池系統(tǒng)21和發(fā)動(dòng)機(jī)14提供動(dòng)力或驅(qū)動(dòng)。應(yīng)當(dāng)注意的是，其它類型的交通工具或用于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)造可以根據(jù)其它的示例性實(shí)施方式使用，并且圖2的示意性說明不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為限制在本申請中描述的主題的范圍。按照不同的示例性實(shí)施方式，在其它的特征中，電池系統(tǒng)20、21的尺寸、形狀和位置，交通工具10、11的類型，交通工具技術(shù)的類型(例如，EV、HEV、PHEV等)，電池化學(xué)可以與所示的或所描述的不同。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，電池系統(tǒng)20、21負(fù)責(zé)包裝或容納電化學(xué)電池或電池單元、使電化學(xué)電池單元彼此連接和/或連接至交通工具電系統(tǒng)的其它部件，并調(diào)節(jié)電化學(xué)電池單元和電池系統(tǒng)20、21的其它特征。例如，電池系統(tǒng)20可以包括負(fù)責(zé)監(jiān)控和控制電池系統(tǒng)20、21的電性能、管理電池系統(tǒng)20、21的熱狀態(tài)、流出物(例如，可以從電池單元排出的氣體)的容納和/或發(fā)送的特征，和電池系統(tǒng)20、21的其它方面。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，電池系統(tǒng)20、21可以包括一個(gè)或多個(gè)圖3-15中示出的電池模塊22。雖然在圖3-15中的每一個(gè)中僅僅示出一個(gè)單個(gè)的電池模塊22，但是可以根據(jù)電池系統(tǒng)20、21所期望的動(dòng)力和其它特性在電池系統(tǒng)20、21中包括不同數(shù)量的電池模塊 22。按照其它的示例性實(shí)施方式，電池模塊22可以以并排的構(gòu)造、端對端的構(gòu)造或其它的構(gòu)造放置。參照圖3-15，電池模塊22包括多個(gè)電化學(xué)電池單元24(例如鋰離子電池、鋰聚合物電池、鎳氫電池等，或現(xiàn)在已知或?qū)黹_發(fā)的其它類型的電化學(xué)電池單元)。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，電化學(xué)電池單元M —般地是被構(gòu)造為存儲電荷的圓柱形鋰離子電池。按照其它的示例性實(shí)施方式，電化學(xué)電池單元M可以具有其它的物理構(gòu)造(例如，橢圓形、棱柱形、多邊形等)。電化學(xué)電池單元M的容量、尺寸、設(shè)計(jì)和其它特征也可以與按照其它的示例性實(shí)施方式所示的不同。
雖然在附圖中被示出為具有特定數(shù)量的電化學(xué)電池單元24(例如，圖3-7示出兩組端對端布置的電化學(xué)電池單元，每一組包括八個(gè)電化學(xué)電池單元，總共16個(gè)電化學(xué)電池單元，而圖11-15示出一組電化學(xué)電池單元，總共八個(gè)電化學(xué)電池單元)，應(yīng)當(dāng)注意到，按照其它的示例性實(shí)施方式，電池模塊22可以根據(jù)多種考慮(例如，電池模塊所期望的動(dòng)力，電池模塊必須安裝在其中的可用空間等)中的任何具有不同數(shù)量和/或布置的電化學(xué)電池單元24。如圖3-7和11-15中所示，電化學(xué)電池單元M中的每一個(gè)包括殼體或罐沈，在殼體沈的一端具有蓋28。按照附圖中所示的示例性實(shí)施方式，每個(gè)電化學(xué)電池單元M具有位于電化學(xué)電池單元M的一端的正極端子38和負(fù)極端子39。如圖所示，按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，正極端子38被導(dǎo)電地連接至蓋觀(因此被連接至殼體26)，而負(fù)極端子39通過絕緣構(gòu)件40與蓋觀絕緣。按照其它的示例性實(shí)施方式，端子的其它構(gòu)造是可能的(例如， 每個(gè)電化學(xué)電池單元M可以僅具有一個(gè)端子，殼體起第二端子的作用，端子可以位于電池單元上的其它位置，等等)。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，每個(gè)電化學(xué)電池單元M采用以母線或相似元件(未示出)形式提供的連接器被電連接至一個(gè)或多個(gè)其它的電化學(xué)電池單元M或電池系統(tǒng)20、21 的其它部件。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，母線由例如銅(或銅合金)、鋁(或鋁合金)或其它適當(dāng)?shù)牟牧系膶?dǎo)電材料構(gòu)成。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，母線可以通過焊接(例如，電阻焊接)或通過使用緊固器被連接至電化學(xué)電池單元M的端子38、39。例如，螺栓或螺釘可以被接收在母線一端的孔中或被旋入端子38、39中的螺紋孔中。下面參照圖7和15，每個(gè)電化學(xué)電池單元M包括按照一個(gè)示例性實(shí)施方式的通風(fēng)口 30。通風(fēng)口 30(例如，壓力釋放裝置或區(qū)域，等)提供用于電化學(xué)電池單元M的壓力釋放機(jī)構(gòu)，其允許來自電池單元M內(nèi)部的壓力和氣體的控制釋放。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，通風(fēng)口 30包括被構(gòu)造為如果電化學(xué)電池單元M內(nèi)部的壓力增大到預(yù)定點(diǎn)，通過在變?nèi)醯膮^(qū)域(例如，破裂點(diǎn)或凹槽)從電化學(xué)電池單元M的殼體沈“破裂”而從電化學(xué)電池單元對展開或分離的構(gòu)件或元件(例如，通風(fēng)盤)。這樣的通風(fēng)口 30的一個(gè)實(shí)例在國際專利申請NO.PCT/US2010/021193中示出和描述，其全部公開內(nèi)容通過引用被結(jié)合于此。按照其它的示例性實(shí)施方式，可以使用其它類型的通風(fēng)口(例如，不使用破裂點(diǎn)的通風(fēng)口，例如壓力釋放閥)。當(dāng)通風(fēng)口 30展開時(shí)，氣體和/或流出物從電化學(xué)電池單元M的殼體沈的內(nèi)部釋放到腔室50中(例如圖7和15中所示的)。參照圖3-7和11-15，按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，托盤、殼體形式的構(gòu)件或元件或相似的結(jié)構(gòu)42被提供為接收(例如，保持、固定、限制、定位等)電化學(xué)電池單元M。結(jié)構(gòu) 42可以由聚合物材料或其它適當(dāng)?shù)牟牧?例如，電絕緣材料)制成。結(jié)構(gòu)42可以還包括提供電化學(xué)電池單元M遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)42的底表面和/或鄰近的電池單元的間隔的特征。例如， 按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，結(jié)構(gòu)42可以包括一系列被構(gòu)造為接收電化學(xué)電池單元M的下端的孔或特征(例如，圖7和15中所示的插口(或座)44)。蓋或殼體(未示出)可以被提供為部分地或完全地包圍或裝入電化學(xué)電池單元M和結(jié)構(gòu)42。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，插口 44 一般地是具有至少一個(gè)被構(gòu)造為接合或接收電化學(xué)電池單元M的下部的臺階或表面的圓形開口(例如，如圖17A和17B中所示)。按照其它的示例性實(shí)施方式，插口 44的開口可以具有其它的形狀，以接收不同形狀的電池單元(例如，棱柱形、橢圓形等)。插口 44的下臺階或表面將電化學(xué)電池單元M定位為通風(fēng)口 30與由結(jié)構(gòu)42限定的空間或腔室50流體連接(例如，如圖7和15中所示)。腔室50 被構(gòu)造為接收可以通過電化學(xué)電池單元M的通風(fēng)口 30排出或釋放的氣體和/或流出物。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，電池模塊22可以還包括至少一個(gè)密封構(gòu)件，例如墊圈或密封件，例如在國際專利申請NO.PCT/US2009/053697中示出和描述的那樣，其全部公開內(nèi)容通過引用被結(jié)合于此。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，密封件被構(gòu)造為幫助密封結(jié)構(gòu)42中的電化學(xué)電池單元M的下部，以幫助保持從電化學(xué)電池單元M排放到腔室50中的任何氣體。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，單個(gè)密封件(例如，圖17A中示出的密封件32A)被提供為鄰近結(jié)構(gòu)42的一個(gè)表面。按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式，單獨(dú)的密封件(例如圖17B中示出的密封件32B)可以位于每個(gè)插口 44中。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，密封件可以由易彎曲的、不導(dǎo)電的材料(例如，硅樹脂、橡膠等)構(gòu)成。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，密封件可以由硅樹脂片或其它適當(dāng)?shù)牟牧蠜_切。按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式，密封件可以是模制構(gòu)件(例如，由注模工藝制成)，例如硅樹脂模制構(gòu)件。其它的密封件的實(shí)例可以在國際專利申請No. PCT/US2009/053697中找到。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，多個(gè)電化學(xué)電池單元M端對端地位于結(jié)構(gòu)42中(例如在圖3-7中所示的)。按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式，電化學(xué)電池單元M僅僅位于結(jié)構(gòu)42 的第一側(cè)或一部分中(例如圖11-15中所示的第一部分46)。按照其它的示例性實(shí)施方式， 多個(gè)電化學(xué)電池單元M可以位于其它的構(gòu)造中。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，電化學(xué)電池單元M被結(jié)構(gòu)42接收(例如，保持、固定、 限制、定位等)，以使得電化學(xué)電池單元M的一端，以使得通風(fēng)口 30與由結(jié)構(gòu)42形成的空間或腔室50流體連接(見例如圖7和15)。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，腔室50(例如，空間、氣室、內(nèi)腔、空穴、艙室等)被構(gòu)造為接收從電池單元對釋放的任何氣體/或流出物(例如，通過通風(fēng)口 30)。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，當(dāng)電池模塊22位于交通工具的駕駛艙中時(shí)，腔室50被構(gòu)造為使這些被排出的氣體從駕駛艙隔離(也就是說，被排出的氣體不會從腔室50排出)。按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式，腔室50被構(gòu)造為例如采用管子或軟管(未示出)將氣體引導(dǎo)至外部環(huán)境(例如，交通工具10、11外部)。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，腔室50可以通過將結(jié)構(gòu)42的兩個(gè)單獨(dú)的構(gòu)件或元件 (例如，第一部分46和第二部分48、48A)連接在一起而形成(例如，如圖8_10中所示)。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，結(jié)構(gòu)42的每個(gè)部分46、48、48A包括被構(gòu)造為用于連接至結(jié)構(gòu)42 的另一半的相應(yīng)的邊緣或邊緣部分的邊緣或邊緣部分。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，結(jié)構(gòu)42的第一部分46的邊緣(外邊緣)可以包括具有肋部或突起M的構(gòu)件或法蘭52 (例如，突起、延伸部、脊部、隆起等)。此外，結(jié)構(gòu)42的第二部分48的邊緣(例如，外邊緣)可以包括具有被構(gòu)造為接收第一部分46的突起M的凹槽或通道58的構(gòu)件或法蘭56 (例如，狹槽、開口、路徑等)。按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式，第一部分46可以包括凹槽58，第二部分48可以包括突起M。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，突起M和凹槽58沿結(jié)構(gòu)42的各自的部分的整個(gè)邊緣(也就是說，沿整個(gè)周邊)延伸。按照其它的示例性實(shí)施方式，突起M和/或凹槽58可以沿結(jié)構(gòu)42的各自的部分的邊緣的僅僅一部分延伸。按照附圖中示出的示例性實(shí)施方式，法蘭52和法蘭56從腔室50伸出(遠(yuǎn)離)。按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式，法蘭52和法蘭56可以延伸到腔室50中。按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式，法蘭52和法蘭56可以在結(jié)構(gòu)42的外側(cè)壁上居中(也就是說，法蘭52和法蘭56 與結(jié)構(gòu)42的外側(cè)壁成直線)。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，結(jié)構(gòu)42的壁厚(包括凹槽58的壁厚)是3mm，但是可以根據(jù)其它的示例性實(shí)施方式更大或更小。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，突起M的厚度大約為1mm，但是可以根據(jù)其它的示例性實(shí)施方式更大或更小。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，凹槽 58的厚度也大約為1mm，但是可以根據(jù)其它的示例性實(shí)施方式更大或更小。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，突起M可以比凹槽58的開口稍微寬一些，以當(dāng)結(jié)構(gòu)42的兩個(gè)部分被連接在一起時(shí)提供過盈配合(見例如圖9)。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，突起M從法蘭52伸出大約2mm，但是可以根據(jù)其它的示例性實(shí)施方式延伸地更多或更短。同樣地，凹槽58的深度為大約2mm，但是可以根據(jù)其它的示例性實(shí)施方式更大或更小。按照不同的示例性實(shí)施方式，突起M和/或凹槽58的形狀和/或尺寸可以被設(shè)置為與圖8-10中示出的和上面描述的不同。例如，突起討可以具有正方形、梯形、錐形或其它剖面形狀(凹槽58可以或可以不具有相應(yīng)的互補(bǔ)形狀)。此外，突起M的端部可以是正方形(例如，如圖8-10中所示)、圓錐形、尖的或其它的形狀。凹槽58的剖面形狀也可以與圖8-10中示出的不同。例如，凹槽58可以是U形、馬蹄形，或者具有另一種剖面形狀 (突起M可以或可以不具有相應(yīng)的互補(bǔ)形狀)。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，結(jié)構(gòu)42的兩個(gè)部分被振動(dòng)焊接在一起。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，振動(dòng)焊接可以進(jìn)行大約2秒，但是可以根據(jù)其它的示例性實(shí)施方式進(jìn)行更多或更少的時(shí)間。按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式，在振動(dòng)焊接過程中，結(jié)構(gòu)42的兩個(gè)部分相對于彼此振動(dòng)總共大約1. 5mm(例如，沿每個(gè)方向0. 75mm)，但是可以根據(jù)其它的示例性實(shí)施方式振動(dòng)更多或更少的距離。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，振動(dòng)焊接導(dǎo)致結(jié)構(gòu)42的材料的局部熔化(也就是說， 突起M和/或凹槽58的壁)。按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式，凹槽58的形狀(例如，馬蹄形、U形等)封住在振動(dòng)焊接過程中由結(jié)構(gòu)42的材料的熔化導(dǎo)致的焊瘤(flash)(例如，碎屑)，以使得沒有可能污染電池模塊22的焊瘤。按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式，突起M可以比凹槽58小，以在突起M和凹槽58之間提供間隙(例如，見圖10示出稍微小于凹槽58A的突起54A)。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，填縫物狀的材料或密封材料60 (例如，硅樹脂)可以位于結(jié)構(gòu)42的兩個(gè)部分之間，其包括在由突起54A和凹槽58A之間的間隙產(chǎn)生的空間中，以當(dāng)被固化時(shí)形成保持易彎曲/柔性的活性密封件。具有活性密封件基本上保證了當(dāng)結(jié)構(gòu)42 (和電池模塊2 經(jīng)受振動(dòng)(例如，由在道路上行進(jìn)的交通工具產(chǎn)生的振動(dòng))時(shí)沒有氣隙形成(例如，產(chǎn)生、創(chuàng)造等)，以便保持腔室50密封。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，密封材料位于突起M和凹槽58A上。按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式，僅在凹槽58A中提供硅樹脂材料。按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式，僅在突起54A 上提供硅樹脂材料。按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式，結(jié)構(gòu)42的兩部分可以在有或沒有密封材料60的情況下采用緊固器(例如，采用螺釘、螺栓、鉚釘、夾具等)被連接在一起。按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式，結(jié)構(gòu)42的兩部分可以采用粘合劑或膠水代替密封材料60被連接在一起(有或沒有緊固器)。下面參照圖16A，按照一個(gè)示例性實(shí)施方式的描述提供具有密封室的電池模塊的方法的流程圖70被示出。第一步驟72包括提供具有兩個(gè)構(gòu)件或部分的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)被構(gòu)造為接收多個(gè)電化學(xué)電池單元。第二步驟74包括將該結(jié)構(gòu)的兩個(gè)構(gòu)件或部分連接在一起以形成腔室。第三步驟76包括在該結(jié)構(gòu)的兩個(gè)構(gòu)件或部分的外邊緣之間提供硅樹脂材料， 以便形成活性密封件。第四步驟88包括提供多個(gè)電化學(xué)電池單元以形成電池模塊，每個(gè)電池單元在其一端具有通風(fēng)口，該通風(fēng)口被接收在由該結(jié)構(gòu)形成的腔室中。下面參照圖16B，按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式的描述提供具有密封室的電池模塊的方法的流程圖80被示出。第一步驟82包括提供具有兩個(gè)構(gòu)件或部分的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)被構(gòu)造為接收多個(gè)電化學(xué)電池單元。第二步驟84包括將該結(jié)構(gòu)的兩個(gè)構(gòu)件或部分連接在一起以形成腔室。第三步驟86包括將該結(jié)構(gòu)的兩個(gè)構(gòu)件或部分焊接(例如，振動(dòng)焊接)在一起以形成密封件。第四步驟78包括提供多個(gè)電化學(xué)電池單元以形成電池模塊，每個(gè)電池單元在其一端具有通風(fēng)口，該通風(fēng)口被接收在由該結(jié)構(gòu)形成的腔室中。按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式，電池模塊包括多個(gè)位于托盤或結(jié)構(gòu)中的電化學(xué)電池單元。多個(gè)電池單元中的每一個(gè)在其一端包括通風(fēng)口特征。電池單元的通風(fēng)口特征位于由托盤形成的腔室中。腔室被構(gòu)造為包含通過通風(fēng)口特征從電池單元流出的任何氣體和/或流出物。腔室由被連接在一起的托盤的兩半形成，以形成密封件。密封件被用于防止氣體和/或流出物從腔室流出。密封件可以通過將托盤的兩半的端部振動(dòng)焊接在一起或通過在托盤的兩半的端部之間涂敷硅樹脂材料形成。托盤的一半的端部可以包括突起，托盤的另一半的端部可以包括被構(gòu)造為接收突起的狹槽。按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式，電池模塊包括多個(gè)位于托盤或殼體中的電化學(xué)電池單元。電化學(xué)電池單元在其一端包括通風(fēng)口裝置。通風(fēng)口裝置位于殼體中，以使得當(dāng)通風(fēng)口裝置展開時(shí)，氣體和/或流出物被排放到由殼體的兩半形成的腔室中。殼體的第一半的邊緣可以包括接收在殼體的第二半的邊緣中的狹槽或凹槽中的肋部或突起。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，肋部可以比凹槽大，以提供過盈配合。按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式，肋部可以比凹槽小，以提供間隙，以在殼體的兩半之間提供硅樹脂材料，以形成活性密封件。按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式，殼體的兩半被振動(dòng)焊接在一起。按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式，電池模塊包括多個(gè)電化學(xué)電池單元，每一個(gè)在其一端具有通風(fēng)口裝置。電池模塊還包括被構(gòu)造為接收多個(gè)電化學(xué)電池單元的結(jié)構(gòu)，每個(gè)電池單元的通風(fēng)口裝置被接收在由該結(jié)構(gòu)形成的腔室中。該結(jié)構(gòu)包括在第一部分的邊緣具有突起的第一部分。該結(jié)構(gòu)包括在第二部分的邊緣具有凹槽的第二部分。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，第一部分通過振動(dòng)焊接被連接至第二部分。凹槽被構(gòu)造為接收第一部分的突起。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，肋部比凹槽大，以提供過盈配合。按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式，肋部比凹槽小，以提供用于位于肋部和凹槽之間的材料的間隙，以便形成活性密封件，以使第一部分和第二部分連接。按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式，一種使殼體的兩半密封以形成腔室的方法，包括提供多個(gè)電化學(xué)電池單元，電化學(xué)電池單元中的每一個(gè)在其一端具有一個(gè)通風(fēng)口。該方法還包括提供被構(gòu)造為接收多個(gè)電化學(xué)電池單元的結(jié)構(gòu)，每個(gè)電池單元的通風(fēng)口裝置被接收在由該結(jié)構(gòu)形成的腔室中。該結(jié)構(gòu)包括具有其邊緣上的突起的第一部分。該結(jié)構(gòu)包括具有其外邊緣上的凹槽的第二部分，凹槽被構(gòu)造為接收第一部分的突起。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，該方法還包括例如通過振動(dòng)焊接將第一部分連接至第二部分。按照一個(gè)示例性實(shí)施方式，肋部比凹槽大，以提供過盈配合。按照另一個(gè)示例性實(shí)施方式，肋部比凹槽小，以提供用于位于肋部和凹槽之間的材料的間隙，以便形成活性密封件，以使第一部分和第二部分連接。在這里利用的術(shù)語“大致”、“大約”、“基本上”和相似的術(shù)語意在具有與該公開的內(nèi)容的主題涉及的普通的和本領(lǐng)域的技術(shù)人員接受的用途相一致的廣泛意義。回顧該公開的內(nèi)容的本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些術(shù)語在不將這些特征的范圍限制于所提供的精確數(shù)字范圍的情況下，允許所描述的和所要求保護(hù)的某些特征的描述。因此，這些術(shù)語應(yīng)當(dāng)被解釋為表示，所描述的和所要求保護(hù)的主題的非實(shí)質(zhì)性的或無關(guān)緊要的修改或替換被考慮為落在所附的權(quán)利要求書詳述的本發(fā)明的范圍內(nèi)。應(yīng)當(dāng)注意到，在這里使用的描述多個(gè)實(shí)施方式的術(shù)語“示例性”意在表示這樣的實(shí)施方式是可能的實(shí)施方式的可能的實(shí)例，代表和/或說明(這樣的術(shù)語未意在表示這樣的實(shí)施方式必需是特別的或最佳的實(shí)例)。在這里使用的術(shù)語“連接”、“連接”和類似的術(shù)語的意思是，兩個(gè)構(gòu)件直接地或間接地彼此連接。這樣的連接可以是靜止的(例如，持久的)或可移動(dòng)的(例如，可去除的或可釋放的)。這樣的連接可以采用被整體地彼此形成為單個(gè)主體的兩個(gè)構(gòu)件或兩個(gè)構(gòu)件和任何附加的中間構(gòu)件獲得，或采用被連接至彼此的兩個(gè)構(gòu)件或兩個(gè)構(gòu)件和任何附加的中間構(gòu)件獲得。在這里對元件的位置的參照(例如，“頂部”、“底部”、“上面”、“下面”等)僅僅被用于描述附圖中的多個(gè)元件的方位。應(yīng)當(dāng)注意到，多個(gè)元件的方位根據(jù)其它的示例性實(shí)施方式可以不同，并且這樣的變化意在由本發(fā)明公開的內(nèi)容包括。重要的是，注意到在多個(gè)示例性實(shí)施方式中示出的電池模塊的結(jié)構(gòu)和布置僅僅是說明性的。雖然在該公開的內(nèi)容中僅僅描述了幾個(gè)實(shí)施方式，但是回顧該公開的內(nèi)容的本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不明顯背離在這里描述的主題的新的教導(dǎo)和優(yōu)點(diǎn)的情況下將容易地理解多個(gè)修改是可能的(例如，多個(gè)元件的尺寸、規(guī)格、結(jié)構(gòu)、形狀和比例，參數(shù)值，安裝裝置， 材料的使用，顏色，方位的變化等)。例如，被示出為整體地形成的元件可以由多個(gè)部件或元件構(gòu)成，元件的位置可以反向或變化，個(gè)別的元件或位置的性質(zhì)或數(shù)量可以改變或變化。任何工藝或方法步驟的順序可以根據(jù)替換的實(shí)施方式變化或改變順序。也可以在不背離本發(fā)明的范圍的情況下對多個(gè)示例性實(shí)施方式的設(shè)計(jì)、操作情況和布置進(jìn)行其它的代替、修改、 改變和省略。
10
權(quán)利要求
1.一種電池模塊，其包括多個(gè)電化學(xué)電池單元，每個(gè)電化學(xué)電池單元在其一端包括一個(gè)被構(gòu)造為允許氣體從所述電化學(xué)電池單元內(nèi)部排出的通風(fēng)口 ；和一個(gè)結(jié)構(gòu)，其被構(gòu)造為接收多個(gè)電化學(xué)電池單元，以使得每個(gè)電化學(xué)電池單元的通風(fēng)口與所述結(jié)構(gòu)內(nèi)部的腔室流體連接，所述結(jié)構(gòu)包括第一部分和第二部分，其中所述第一部分包括沿其外邊緣設(shè)置的突起，所述第二部分包括沿其外邊緣設(shè)置的凹槽，其中，凹槽被構(gòu)造為接收第一部分的突起，以將從任何電化學(xué)電池單元釋放的氣體密封在腔室內(nèi)部。
2.如權(quán)利要求1所述的電池模塊，其特征在于，所述多個(gè)電化學(xué)電池單元設(shè)置在所述結(jié)構(gòu)的第一部分中。
3.如權(quán)利要求1所述的電池模塊，其特征在于，所述多個(gè)電化學(xué)電池單元設(shè)置在所述結(jié)構(gòu)的第一部分和第二部分中。
4.如權(quán)利要求1所述的電池模塊，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)包括接收多個(gè)電化學(xué)電池單元的插口。
5.如權(quán)利要求4所述的電池模塊，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)的每個(gè)插口包括將電化學(xué)電池單元的每個(gè)通風(fēng)口密封在腔室內(nèi)部的密封件。
6.如權(quán)利要求4所述的電池模塊，其特征在于，所述電池模塊還包括被構(gòu)造為將電化學(xué)電池單元的每個(gè)通風(fēng)口密封在腔室內(nèi)部的密封件。
7.如權(quán)利要求1所述的電池模塊，其特征在于，所述突起和凹槽的尺寸被設(shè)置為具有過盈配合。
8.如權(quán)利要求1所述的電池模塊，其特征在于，所述突起比所述凹槽小，以允許密封材料設(shè)置在突起和凹槽之間。
9.如權(quán)利要求8所述的電池模塊，其特征在于，所述密封材料包括硅樹脂。
10.一種生產(chǎn)具有密封室的電池模塊的方法，其包括提供多個(gè)電化學(xué)電池單元，電化學(xué)電池單元中的每一個(gè)在其一端包括一個(gè)通風(fēng)口 ；提供被構(gòu)造為接收電化學(xué)電池單元中的每一個(gè)的端部的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括第一部分和第二部分，其中，所述第一部分包括沿其外邊緣設(shè)置的突起，所述第二部分包括沿其外邊緣設(shè)置的凹槽，凹槽被構(gòu)造為接收第一部分的突起；和使所述結(jié)構(gòu)的第一部分和第二部分連接在一起以形成密封室。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)電化學(xué)電池單元中的每一個(gè)與腔室流體連接。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一部分和所述第二部分被振動(dòng)焊接在一起。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一部分的突起和所述第二部分的凹槽被構(gòu)造用于過盈配合。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一部分的突起小于所述第二部分的凹槽，所述方法還包括在突起和凹槽之間設(shè)置密封材料以形成活性密封件。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述密封材料包括硅樹脂。
全文摘要
一種電池模塊包括多個(gè)電化學(xué)電池單元，每一個(gè)電池單元在其一端包括一個(gè)被構(gòu)造為允許氣體從電池單元內(nèi)部排出的通風(fēng)口。電池模塊還包括被構(gòu)造為接收多個(gè)電化學(xué)電池單元以使得每個(gè)電化學(xué)電池單元的通風(fēng)口與該結(jié)構(gòu)內(nèi)部的腔室流體連接的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包括具有沿其外邊緣設(shè)置的突起的第一部分和具有沿其外邊緣設(shè)置的凹槽的第二部分。凹槽被構(gòu)造為接收第一部分的突起，以將從任何電化學(xué)電池單元釋放的氣體密封在腔室內(nèi)部。
文檔編號H01M2/20GK102334214SQ201080009643
公開日2012年1月25日 申請日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者A·P·阿雷納, M·P·加拉夏, S·埃斯哈基 申請人:江森自控帥福得先進(jìn)能源動(dòng)力系統(tǒng)有限責(zé)任公司