CN105324867A - 用于高级电池的排气壳体 - Google Patents

Abstract

一种系统包括排气壳体(40)，所述排气壳体在其第一侧配置成安装在电池组件(22)的下壳体(44)上。所述排气壳体(40)具有主体(62)和内部腔室(90)，所述主体具有在所述排气壳体(40)的第二侧的开口(92)，所述内部腔室联接到所述开口(92)。所述内部腔室(90)包括具有内部防爆排气口(100)的第一壁(112)以及具有通风排气口(96)的第二壁(114)，所述内部防爆排气口构造成在第一压力阈值下打开，所述通风排气口包括气体选择透过层(118)。

Description

用于高级电池的排气壳体

背景技术

本公开大体上涉及电池、电池模块和电池壳体领域。更具体地，本公开涉及可在车辆环境以及其它能量储存/消耗应用中使用的电池模块的电池壳体。

本部分旨在向读者介绍可能与以下将描述和/或要求权利的本公开各方面有关的领域的各个方面。相信该论述有助于为读者提供背景信息，以便于更好地理解本公开的各方面。相应地，应理解的是，要从这个角度来阅读这些陈述，而不应作为对现有技术的认可。

使用一个或多个电池系统为车辆提供全部或部分动力的车辆可以称为xEV，其中术语“xEV”在本文中定义为包括所有以下使用电力用于其全部或部分车辆动力的车辆或其任何变型或组合。如本领域技术人员将理解的，混合动力汽车(HEV)结合内燃发动机推进系统和电池供电的电力推进系统，如48伏(V)或130V系统。术语HEV可包括混合动力汽车的任何变型。例如，全混合动力系统(FHEV)可以使用一个或多个电动马达、仅使用内燃发动机或同时使用二者来提供动力和其它电力。与此相反，轻度混合动力系统(MHEV)在车辆空转时停用内燃发动机，利用电池系统继续给空气调节装置、无线电或其它电子设备供电，并且在需要推进的时候重新启动发动机。轻度混合动力系统也可以采用某种程度的动力辅助，例如在加速期间，以补充内燃发动机。轻度混合动力一般是96V到130V，并通过皮带或曲轴集成的起动发电机回收制动能量。此外，微混合动力汽车(mHEV)也采用了类似于轻度混合动力车的“停止-启动”系统，但mHEV的微混合系统可以为内燃发动机提供或不提供动力辅助，并且工作电压低于60V。为了本讨论的目的，应该指出的是，mHEV通常不在技术上使用直接提供到曲轴或变速器的电力用于车辆动力的任何部分，但mHEV仍然可以视为xEV，因为它确实在车辆空转停用的内燃发动机时使用电力来补充车辆的电力需求，并通过集成的启动发电机回收制动能量。此外，插电式电动汽车(PEV)是可以从外部电源如墙壁插座进行充电的任何车辆，存储在充电电池组的能量驱动或有助于驱动车轮。PEV是电动汽车的一个子类别，电动汽车包括全电动汽车或纯电动汽车(BEV)、充电式混合动力汽车(PHEV)以及在混合动力汽车和常规内燃发动机汽车之间转换的电动汽车。

如上所述，相比仅使用内燃发动机和传统电气系统(通常为以铅酸电池为动力的12V系统)的更传统的燃气车辆，xEV可以提供许多优点。例如，xEV可产生更少的不期望的排放物，并且可展示出比传统内燃发动机车辆更好的燃料效率，并且在某些情况下，这种xEV可消除汽油的使用，一些类型的PHEV通常就是这样。

随着xEV技术不断发展，有必要为这些车辆提供改进的动力源(如电池系统或模块)。例如，期望增加这种车辆在无需对电池充电的情况下行驶的距离。此外，还期望提高性能和可靠性，并减少与这些电池相关的维护。

用于上述应用中的电池模块的一个例子包括多个锂离子电化学电池和用于在各种条件下管理电池运行的其它部件。实际上，锂离子电化学电池具有比其它电池技术(例如，铅酸电化学电池、镍-镉电化学电池)被更快和更可重复地充电的能力以使锂离子电化学电池特别适合于解决如上所述应用的不同电力需求。在这方面，许多xEV应用包括基于锂离子技术(单独或与其它能量储存和供应技术(例如，超级电容器、铅酸电池)相结合)的电池模块。

例如由于锂金属与水的不相容性，锂离子电化学电池通常包括非水液体(如，非质子有机溶剂)作为其电解质液体。在这点上，每个电化学电池通常会包括用于包含其特定组件(例如，电极、电解质液体)的自身壳体。此外，锂离子电化学电池，以及在一些情况下含有这些电池的电池模块的壳体可以气密地密封，以限制电化学电池及其内部元件接触水分。

在操作过程(例如，充放电)中，锂离子电化学电池可能由于发生在电池内的各种电化学和热力学过程而变热。此外，这种热可导致电解质液体膨胀并在某些情况下挥发，这进而增加了电化学电池的内部压力，并使得电化学电池的个体壳体膨胀。另外，由于锂离子电化学电池经历内部压力的增加，它们可能会开始排出某些气体。例如，排出的气体可能包括，但不限于，挥发的电解质。

由于这个原因，锂离子电化学电池可设计为承受一定量的膨胀，并且还可以包括用于排出气体到电池模块的各种互连体或其它部件。尽管采用了这些方法，在一些情况下，加热程度或施加在锂离子电化学电池上的一些其它力，足可以使一个或多个锂离子电化学电池排出相对大体积的气体到电池模块的壳体中。为了防止电池模块壳体的破裂，这些气体可能也需要排出。

因此，电池模块可包括排气口，所述排气口连接到车辆中的排气管或用阀密封，或两者都有，从而使这些气体能够从电池模块释放并进入车辆排气管或周围环境中。然而，目前认为，例如，如果电池模块的壳体用于使气体定向排气，和/或多种排气操作，与这些模块相关联的排气口可能需要进一步的改进。

发明内容

与原始公开的主题在范围上相称的某些实施例总结如下。这些实施例并不旨在限制本公开的范围，相反，这些实施例仅用来提供某些所公开的实施例的简要总结。事实上，本公开可以包括与下面阐述的实施例类似或不同的各种形式。

本公开涉及电池和电池模块。更具体地，本公开涉及用于电池模块的壳体。特定实施例是针对可在车辆环境(例如，xEV)以及其它能量储存/消耗应用(例如，电网储能器)中使用的锂离子电池单元。更具体地说，本实施例涉及用于将气体排出电池模块的壳体，所述电池模块包括，例如，锂离子电化学电池。例如，电化学电池可能在正常运行过程中产生一种或多种气体，所述气体慢慢地从电池单元释放出。在其它时候，电化学电池可产生更快地释放的过量气体，并且这些气体必须被导出电池模块。在这种情况下，排气壳体的防爆排气口可打开，以释放并引导过量气体(例如以一预定方向)排出电池模块。

在一个实施例中，系统包括排气壳体，所述排气壳体配置成安装在所述排气壳体第一侧的电池模块的下壳体上。所述排气壳体具有主体和内部腔室，所述主体具有在排气壳体第二侧的开口，所述内部腔室连接至所述开口。所述内部腔室包括第一壁和第二壁，所述第一壁具有配置为在第一压力阈值下打开的内部防爆排气口，所述第二壁具有包括气体选择透过层的通风排气口。

在另一个实施例中，系统包括下壳体和构造成与所述下壳体联接的排气壳体，所述下壳体具有可容纳多个锂离子电化学电池的尺寸并具有第一连接表面。所述排气壳体包括具有构造成与所述第一连接表面相匹配的第二连接表表面的主体；在所述主体的一个面中的开口，所述面的大体上相对于所述第二连接面呈交叉状定向；以及联接到所述开口并具有内部防爆排气口和通风排气口的内部腔室。所述通风排气口包括气体选择透过层。

在另一个实施例中，系统包括容纳多个锂离子电化学电池的下壳体，以及联接到所述下壳体使空腔在内部压力下密封的排气壳体。所述排气壳体包括具有在所述排气壳体的一个面上的开口的主体，以及联接到所述开口的内部腔室。所述内部腔室包括具有内部防爆排气口的第一壁以及具有通风排气口的第二壁，所述内部防爆排气口构造成当内部压力上升到高于第一压力阈值时打开，所述通风排气口构造成允许所述内部腔室和所述空腔之间的气体交换。

附图说明

通过参照附图阅读以下详细说明，本公开的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，在所有附图中的相同符号表示相同部件，其中：

图1是根据本公开的实施例的车辆(xEV)的立体图，所述车辆具有为该车辆提供所有或部分电力的电池系统；

图2是图1的xEV实施例的剖面示意图，根据本公开的实施例该xEV为混合动力汽车(HEV)的形式且具有带有排气壳体的电池组件；

图3是图2的电池模块的实施例的分解图，该电池模块具有底部、多个电化学电池、壳体以及排气壳体，所述排气壳体根据本公开的实施例配置；

图4是图3的排气壳体的实施例的立体图，根据本公开的实施例所述排气壳体具有在所述排气壳体的面板上的软管连接头；

图5是图4的排气壳体的分解图，根据本公开的实施例描绘了面板和所述软管连接头相对于所述排气壳体的主体设置的方式；以及

图6是图5的排气壳体的内部腔室的实施例的放大局部视图，所述内部腔室具有内部防爆排气口和根据本公开的实施例配置的通风排气口。

具体实施方式

应注意的是，诸如“上方”，“下方”，“在……之上”和“在……之下”的术语，可用于指示元件的相对位置(例如，下面描述的动力和电池组件的堆叠组件)，而不是将实施例限制为水平或垂直堆叠取向。另外，应注意的是，诸如“上方”，“下方”，“接近”或“附近”的术语意思是用于表示堆叠中两个层的相对位置，可能与或可能不与彼此直接接触。此外，几何参照不旨在严格限制。例如，术语“垂直”的使用并不要求精确直角，但限定一种基本上垂直的关系，如本领域普通技术人员会理解的那样。类似地，例如，在参照几何关系时使用的术语“平行”并不要求完美的数学关系，而是表示某些部件大体上在相同方向上延伸。此外，术语“平面”用来描述基本上平坦的部件，但不要求完美的数学平面性。

如上所述，本文所述的电池系统可用向多种不同类型的xEV以及其它储能应用(例如，电网储电系统)提供电力。这些电池系统可包括一个或多个电池模块，每个电池模块具有多个电池(例如，锂离子电化学电池)，所述电池布置成提供特定电压和/或电流，所述特定电压和/或电流用于为例如xEV的一个或多个部件提供电力。同样如上所述，可能发生在这样的电池模块中的各个排气过程可能在某些情况下需要从电池模块排出相对大体积的气体。

此外，通过为电池模块(例如，锂离子电池模块)提供排气壳体，本公开解决了这些及其它问题，所述排气壳体包括配置为既能够快速排出由电化学电池所产生的气体又能够相对较慢地排出其它气体的部件。通过非限制性示例的方式，所述排气壳体可相当于电池模块壳体的上部，并且排气壳体可形成与下部壳体相匹配的外形和尺寸，下部壳体形成可容纳多个锂离子电化学电池的尺寸和形状。所述排气壳体可以包括，例如，一个或多个防爆通风口、面板、内部腔室、软管连接件等，使得既能够在适当的时候(例如，当足够量的气体从电化学电池释放到电池模块中)迅速释放排出气体，又能够以预定方向定向排出这些气体。以此方式，可将排出气体引导离开，例如，车辆的客舱。所述排气壳体还可以包括被配置能够较慢释放一定排气的一个或多个气体选择透过通风口，在本质上允许电池模块及其相关联的电化学电池能够“呼吸”。例如，所述气体选择透过通风口可以使气体能够跨膜交换，但是不允许湿气或凝结物通过。

尽管可以想到的是，以上提到并在下面进一步详细说明的实施例可应用于存在如本文所述排气问题的任何电池，但本方法特别适用于应用在各种环境和与例如驾驶车辆相关联的操作条件下的锂离子电池模块。考虑到这一点，图1是具有电池系统20的汽车(例如，轿车)形式的xEV10的实施例的立体图，其中如上所述，所述电池系统20可以为所述车辆10提供所有或部分电力(例如，电力和/或动力)。如在以下更详细地描述，所述电池系统20可以包括一个或多个电池模块，每个电池模块具有排气壳体，排气壳体采用一个或多个排气口来释放所述电池系统20运行或充电期间所产生的气体。

此外，虽然xEV10在图1中被示为轿车，但在其它实施例中，车辆的类型可以不同，所有这些都旨在落入本公开的范围之内。例如，xEV10可以代表车辆，包括卡车、公共汽车、工业车辆、摩托车、娱乐车、船或者任何可能得益于电力使用的其它类型的车辆。此外，虽然所述电池系统20在图1中示出为定位在车辆的行李箱或后部，但根据其它实施例，所述电池系统20的位置可以不同。例如，所述电池系统20的位置可以基于车辆内的可用空间、车辆的期望重量平衡、与电池系统20(例如，电池管理系统、排气孔或冷却装置等)一起使用的其它部件的位置以及各种其它的考虑而选择。实际上，现在已认识到，无论所述电池系统20定位在哪里，均期望如本文所述的排气壳体定向地将气体排出xEV10的乘客区域。然而，还应当认识到，在某些情况下，非定向排气也可能是适当的。

所述电池系统20和相关部件的一些特征可参照图2进一步理解，图2示出了具有电池系统20的HEV形式的xEV10的实施例的剖面示意图。图示的电池系统20包括多个电池模块22，然而，其它实施例中可能仅有一个电池模块22。特别地，图2中示出的电池系统20设置为朝向车辆10后部、靠近燃料箱12。在其它实施例中，电池系统20可设置为直接邻近燃料箱12，设置在车辆10(例如，卡车)后部单独的隔室中，或设置在xEV10中另一个适当位置。可以理解的是，还期望将气体排出这些车辆部件的任何一个或其组合。此外，如图2所示，当xEV10利用汽油动力来推进车辆10时，可以提供内燃发动机14。所述车辆10还包括电动机16、动力分配装置17，以及发电机18作为驱动系统的一部分。

所述电池系统20的一个或多个电池模块22可各自包括多个可能会发生上述排气过程的电池(例如，锂离子电化学电池)。另外，所述电池系统20可以包括用于将所述多个电池模块22彼此连接和/或连接到所述车辆电气系统的其它组件的部件或组件。例如，所述电池系统20可以包括负责监测和控制所述一个或多个电池模块22和与其相关联的电化学电池的电性能和热性能的部件。

如本文所讨论，图1和图2的电池模块均可包括配置成可使气体定向排出的各自排气壳体40，尽管目前预期多个电池模块22(例如，一些或全部)可定位在具有排气壳体40的另一壳体中，或定位在某种其它布置中，在所述布置中，下面所述部件被结合到模块壳体或另一壳体中。图3描绘了所述排气壳体40可相对于单电池模块22的其它组件定位的方式的实施例。然而，应注意的是，图3的分解立体图作为示例提供，以便于讨论所述排气壳体40的某些方面，并不旨在排除其它电池模块部件(例如，电池控制模块、服务断开装置、端子和各种热管理部件)的存在。

所述电池模块22，如图所示，包括多个电化学电池42(例如，锂离子电化学电池)，每个电化学电池具有各自的排气口43，在各个电化学电池的内部压力达到一定阈值时使气体能够释放。示出的电池模块22还包括电池壳体44(例如，下壳体)和基座46。虽然示为单独的组件，但在某些实施例中，所述电池壳体44和所述基座46可以一体成形(例如，模制、焊接、组装)为单件，所述电化学电池42置于所述单件中。因此，所述电池壳体44和所述基座46可限定出用于容纳所述电化学电池单元42的空腔47。所述电池壳体44，在一般情况下，保护所述电化学电池42免受外部环境影响，可保持每个电化学电池42相对于其他电化学电池42的位置，所述空腔47可以限定所述电化学电池42向其中排气的体积。

为了使所述电化学电池42可以基本上与所述电池壳体44外面的环境隔离(例如，气密)，所述排气壳体40可以包括第一连接表面48，第一连接表面基本上与所述电池壳体44(下壳体)的相应第二连接表面50的形状和尺寸相匹配。当对接放置时，所述电池壳体44和所述排气壳体40可焊接或以其它方式密封在一起，无论是附加于或作为其它紧固方法的替代，其可以基本上密封所述空腔47。

如可以理解的，用于密封所述电池壳体44和所述排气壳体40的特定方法可能取决于其材料构造。例如，所述排气壳体40和所述电池壳体44可部分或完全由任何适当的壳体材料制成，如金属薄片、塑料等等。实际上，由于例如，金属板与大多数塑料材料相比，强度相对较高，气体透过率较低，本方法可受益于均由金属薄片成形的排气壳体40和电池壳体44，但目前预期也可以使用材料组合。例如，第一连接表面48和第二连接表面50可以分别由与排气壳体40和电池壳体44的其它部件不同的材料形成，这取决于所需的用于形成两者之间密封的特定方法。此外，在一些实施例中，第一连接表面48和/或第二连接表面50可包括垫圈或类似部件，以使第一连接表面48和第二连接表面50在其它密封操作之前牢固地彼此配合。

在这点上，所述排气壳体40的特定尺寸和形状，以及至少第一连接表面48，可根据所述电池壳体44的特定形状和尺寸而不同，其中所述电池壳体44的形状和尺寸通常基于电化学电池42和其它电池管理部件的形状、尺寸、布置和数目而确定。另外，所述电池壳体44可以具有与所示排气壳体40相似的几何布置，其中，第一连接表面48通过在所述排气壳体40与所述电池壳体44(即，下壳体)相遇的一侧围绕所述排气壳体40的整个周长延伸的唇部限定。在其它实施例中，所述电池壳体44的尺寸可以比所述连接表面50大或小。换言之，所述连接表面50可以是与所述电池壳体44的其余部件不同的尺寸，从而所述排气壳体40的连接表面48与所述电池壳体44的连接表面50相匹配，以形成紧密的密封。

作为连接这些组件的示例操作，所述电化学电池42可以定位在所述电池壳体44内，并且所述排气壳体40可以放置在所述电池壳体44的上方，使得第一连接表面48和第二连接表面50在位置上基本匹配。接下来，第一连接表面48和第二连接表面50可焊接在一起、铜焊在一起、超声波焊接在一起，粘接密封在一起，等等。在某些实施例中，所得到的电池模块22可用惰性气体如氦气或氮气或任何其它足以不起反应的气体清除环境空气，使得所述空腔47在内部压力下充满气体。相应地，当电化学电池42将气体排出各自排气孔43时，所述电池模块22的内部压力增加。如下面关于图3至图6的描述，所述排气壳体40包括若干排气部件，以抵抗由于内部压力增加导致电池模块22的破裂。

除了在所述排气壳体40和所述电池壳体44之间形成密封件之外，或作为替代，所述排气壳体40可以用紧固件52例如夹子、螺钉、螺栓、销、结等附接到所述电池壳体44。因此，所述排气壳体40和所述电池壳体44可以包括相应的开口或其它附接点54(例如，如关于所述电池壳体44所示)，例如用于螺钉和/或螺栓的螺纹开口。在所示实施例中，所述紧固件52可通过螺栓连接或使紧固件52拧入所述附接点54，将所述排气壳体40在附接点52固定到所述电池壳体44。所述紧固件52和所述附接点54可以定位在部分或全部围绕第一连接表面48和第二连接表面50的各自周长56、58的位置。因此，所述紧固件52和焊接(或其它合适的附接方法)将所述排气壳体40密封到所述电池壳体44，使得所述电池模块22的内侧基本上与环境(电池模块22的外部)隔离，除了下面详细说明的所述排气壳体40的某些排气部件。

某些排气部件，例如关于图4至图6所讨论的那些，可以被面板60覆盖。所述面板60可以配置为自身作为无定向排气部件(即，用于相对非定向排气)。例如，所述面板60可以以下面的方式固定(例如，紧固)到所述通风壳体40，所述方式使气体缓慢排出，并且在某些实施例中，使所述面板60作为排气孔。例如，所述面板60可盖住所述排气壳体40的主体62的表面61(例如，大体上与第一连接表面48呈交叉状定向的表面)中的开口，并且可以用保持力固定到所述表面61，所述保持力使所述面板60允许部分暴露所述开口，并使排出的气体逸出。例如，所述面板60允许围绕其周长以非定向控制的方式排气，例如在将所述面板60固定到所述排气壳体40的部件之间。

图4示出了所述面板60和所述排气壳体40的其它各种排气部件的示例配置。具体地，图4描绘了所述排气壳体40的实施例，所述排气壳体包括固定在所述主体62上的所述面板60，和唇边64，所述唇边具有第一连接表面48并从所述主体62延伸。如图所示，所述面板60在第一面66(例如，具有表面61)联接到所述排气壳体40，所述第一面定位在，例如，所述排气壳体40的纵向端部67。在某些实施例中，所述第一面66可在所述排气壳体40的同一侧，用于xEV10(图1和图2)的各种电连接点位于那里。所述电连接点没有特别的限制，但可包括，例如，第一电连接点68和第二电连接点69，其可连接到所述电池模块22的服务断开装置(例如，从xEV10断开所述电化学电池42)、xEV10的接地端、xEV10的电池端子连接器，等等。尽管所述面板60示为仅在一个面连接到所述通风壳体40，但应该指出的是，在其它实施例中，所述排气壳体40可以包括固定到所述排气壳体40的多个面板。在某些实施例中，所述多个面板可以以不同的保持力固定到所述排气壳体40，使在增加的压力下排气。换言之，可以提供所述排气壳体40上的多个面板，是能够进行阶段式排气(例如，如果多个电化学电池开始破裂)。再次，所述面板60的位置可以选择为在预定区域引导所排气体，如远离xEV10的客舱和xEV10的其它某些部件，但以非定向的方式排出所述排气壳体40和所述面板60之间的空间。

所述面板60到所述第一面66的保持力可以至少部分由，例如，用于将所述面板固定到所述第一面66的紧固件70的类型和数量确定。所述紧固件70，如图所示，是直接拧入所述主体62的所述第一面66中的螺丝，并且可以基于其直径、数目和旋转程度等以及根据所需的保持力等来选择。在其它实施例中，所述紧固件70可以额外地或替代地包括螺栓、销、钉子、按扣或其它附接件。

如图所描绘，所述面板60可以以非定向的方式附接到所述第一面66，允许所排气体71从所述面板60和所述第一面66之间的非密封区域(例如，所述紧固件70之间的空间)释放。在这方面，目前预期，所述面板60和所述面66之间的分离的量可调整，以调节所排气体71逸出的量。此外，以这样的方式释放所排气体71也可以使气体71排出到电池模块22的某个区域。

虽然图3中示出的所述面板60是平的坦、连续的表面，并且非定向地排出气体，但图4的所述面板60的实施例还包括软管连接组件72。当所述电池模块22内的压力比所述排气壳体40的内部防爆排气口(在下面进一步详细讨论)的防爆阈值高时，所述软管连接组件72配置为定向释放所排气体71到车辆(例如，图1和图2的xEV)的相应排气软管中。因此，所述排气壳体40可包括配置成定向从所述电池模块22内部排出所排气体71到外部的多个气体释放部件。经由所述软管连接组件72排气的方向性可通过所述软管连接组件72和所连接的软管的特定配置来确定。

例如，如图5的分解图所示，其对应于图4排气壳体40的实施例，所述软管连接组件72包括设置在所述面板60中的软管连接头82。所述软管连接头82将软管固定到所述软管连接组件72以引导所排气体远离所述电池模块22。所述软管连接组件72还包括装配到所述软管连接头82中的盖80，例如，以将所述排气壳体40置于适合运送的状态。如图所描绘的，当所述盖80从所述软管连接头82内移开时，所排气体71能够在所述软管连接头82内的开口84所限定的方向上从所述电池模块22逸出。然而，为了能够进一步定向排气，在某些实施例中，所述软管连接组件72允许排气到连接的软管中，所述软管可以从所述排气壳体40延伸一段距离到用于释放所排气体的所需区域。如可以参照图示来理解的，所述软管连接头82可以通过过盈或摩擦配合连接到所述软管。在其它实施例中，所述软管连接头82可以包括螺纹或钩连接，以进一步确保牢固连接到所述软管。

再次回到图5的分解图，从所述软管连接组件72移向所述排气壳体40的主体64，所示实施例还包括放置在所述第一面66和所述面板60之间的垫圈86。如可以理解的是，所述垫圈86可配置为在所述面板60和所述排气壳体40的第一面66之间提供的更紧密的密封，例如，在需要定向排气的情况下，以限制所述第一面66和所述面板60之间的气体移动。所述垫圈84可包括或完全由任何合适的垫圈材料形成，例如弹性体材料(例如，橡胶)、比所述排气壳体40更具延展性的金属材料，等等。另一方面，在需要从所述面板60非定向排气的实施例中，所述垫圈84可以不存在。

在所述面板60从所述第一面66远离并且所述紧固件70脱离对应的紧固件底座88的情况下，从图5可以看出，所述排气壳体40可以包括联接到在所述第一面66中的开口92的内部腔室90。如图所示，所述内部腔室90可以包括内部防爆排气口94和通风排气口96。还如图所示，所述通风排气口96可以包括盖98，所述盖被配置为用作气体选择透过层，以使只有气体从中通过。例如，所述盖98可以允许某些气体通过所述通风排气口96排出，同时阻止湿气或其它潜在破坏性材料进入到所述电池模块22(例如，进入空腔47中)。因此，具有所述盖98的所述通风排气口96可以使所述内部腔室和所述电池模块22的空腔47之间能够进行气体交换，同时防止所述空腔47暴露于湿气或其它碎屑。所述材料可包括，例如，膨体聚四氟乙烯(e-PTFE)。作为一个实例，所述盖98可包括购自德国纽瓦克的戈尔联合公司(W.L.Gore&Associates,Inc.)的排气口。

参照图6可进一步理解在所述内部腔室90中的各种部件，图6更详细示出了所述内部防爆排气口94和所述通风排气口96。在所示实施例中，所述内部防爆排气口94包括内部阀100，所述内部阀具有第一阀部102和第二阀部104，所述阀部彼此连接，并且通过具有相应的第一底座部分108和第二底座部分110的底座106被保持在内部腔室90中。如图所示，所述第一阀部102和第二阀部104都是环形形状，但尺寸不同。在这方面，所述第一阀部102和第二阀部104的保持力可以相同或不同，这取决于它们在各自的底座部分108、110内的配合。在某些实施例中，这可使除了由于所述阀部从它们各自的底座部分部分地和全部地脱离出所产生的任何阶段性排气外，第一和第二阀部102、104还能够基于递增的压力阈值而阶段性释放所排气体71。在一个具体的实施例中，第二阀部104可以是用于所述内部防爆排气口94的保持部件，其防止所述防爆排气口94完全脱离出到例如xEV10的排气软管中。换言之，在所述第一阀部102从其各自的阀座部108脱离出期间，所述第二阀部104可保持连附接到所述第一阀部102，以防止它进入到例如所述软管连接组件72中。

在某些实施例中，例如，所述电池模块22的内部压力上升到第一阈值压力可能会导致所述第一阀部102从所述第一底座部分108脱离出。另一方面，所述第二阀部104在所述第一阈值压力下可能不会脱离出，从而限制了在所述内部腔室90内的所述第一阀部102的移动。此外，额外的保持部件可定位在所示出的阀部102、104的相反侧，如此，阀部包括凸缘、突起等等，所述凸缘、突起等抵抗从它们各自的底座部分108、110的阀部的脱离出。

虽然所述内部防爆排气口94被示出位于所述内部腔室90的第一壁112上，但所述通风排气口96位于所述内部腔室90的第二壁114，所述第二壁与所述第一壁112呈交叉状定向。所述通风排气口90可以包括孔或开口116，和设置在所述孔或开口116上的盖98。通常，所述孔或开口116将允许气体、水汽等在所述内部腔室90和所述电化学电池42之间的非选择性交换，然而，这些交换可以通过所述盖98抵制或防止，所述盖包括由气体选择透过层例如e-PTFE形成的气体选择区域118(例如，窗口)。所述气体选择区域118仅允许某些气体通过，并允许例如由于加热和所产生的压力增加而从所述电池模块22的内部组件排出的少量排气。应当指出的是，所述孔或开口116的尺寸可以防止物体从所述内部腔室90进入所述电池模块22的带电区，如所述空腔47。例如，所述孔或开口116可以是介于所述软管连接组件72的所述开口84，或由所述内部防爆排气口100的第一阀部102所留出的开口的尺寸的大约0.1％和50％之间。

鉴于上述情况，具有所述排气壳体40的所述电池模块22的运行可以有若干技术优点。例如，在一些实施例中，如果一个或多个电化学电池42破裂或以其它方式释放气体，所述排气壳体40可以允许所述电池模块22定向和/或阶段性排气。在发生阶段性排气的方式的一个实施例中，一个或多个电化学电池42可以排气，造成所述电池模块22的内部压力增大到第一压力，进而使所述内部防爆排气口100部分或全部打开。再次，全部或部分打开可能会阶段性发生，这些阶段可对应于第一组阶段。一旦所述内部防爆排气口100已经打开，设置在所述面板60上的所述软管连接组件72就可以使所排气体71定向释放。此外，在所述电池模块22正常操作期间，所述通风排气口96可以允许由于所述电化学电池42预期加热而使所述电池模块22的内部部分(例如，空腔47)排出例如密封气体。换句话说，所述空腔47通常将处于比所述电池模块22外部环境更高的压力下，并且所述通风排气口96使某些气体可以从所述空腔47释放到所述内部腔室90中，并且，在某些实施例中，排出所述内部腔室90(例如，所述面板60和所述第一面66之间或排出所述软管连接组件72)。

虽然仅图示和描述了本发明的某些特征和实施例，但本领域的技术人员可以想到在没有实质上背离权利要求中所述主题的新颖教导和优点的情况下的许多修改和改变(例如，各种元件的尺寸、维度、结构、形状和比例，参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料使用、颜色、取向等的变化)。可以根据替代实施例对任何流程或方法步骤的顺序或次序进行更改或重新排序。因此，可以理解的是，所附权利要求旨在覆盖落入本发明真正精神范围内的所有这些修改和改变。此外，为了提供对示例性实施例的简明描述，可能没有对实际实施方式的所有特征进行描述(即，无关于本发明的当前预期最佳实现方式的特征，或无关于实现要求保护的发明的特征)。应当认识到，在任何这种实际实施方式的开发中，正如在任何工程或设计项目中，可能做出大量实施方式特定的决定。这种开发工作可能是复杂和耗时的，但是对于那些受益于本公开的普通技术人员来说，却是例行的设计、制造和生产任务，而无需过多的实验。

Claims (24)

1.一种系统，包括：

排气壳体，所述排气壳体配置成在其第一侧安装在电池模块的下壳体上，包括：

主体，所述主体在所述排气壳体的第二侧上具有开口；以及

联接到所述开口的内部腔室，所述内部腔室包括：

具有内部防爆排气孔的第一壁，所述内部防爆排气孔配置为在第一压力阈值下打开；以及

具有通风排气口的第二壁，所述通风排气口包括气体选择透过层。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述排气壳体包括面板，所述面板联接到所述主体的面并设置在所述开口上。

3.根据权利要求所述2的系统，其中，所述面板包括软管连接头，所述软管连接头配置为能够与排气软管连接。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述软管连接头配置为引导气体从所述内部腔室以特定的方向通过所述面板。

5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述软管连接头包括在所述面板内的环形插入件。

6.根据权利要求2所述的系统，其中，所述排气壳体包括设置在所述面板和所述排气壳体的所述面之间的垫圈，其中，所述垫圈经配置以限制气体穿过所述面板和所述排气壳体的所述面之间的运动。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述内部防爆通风口包括设置于所述第一壁内的阀座和保留在所述阀座中的阀，并且第一量是使得所述阀保持部分保留在所述阀座内，并且第二量是使得所述阀从所述阀座完全脱离出。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述通风排气口包括具有气体选择透过层的盖。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述通风排气口包括在第二壁内的开口。

10.一种系统，包括：

下壳体，所述下壳体具有可容纳多个锂离子电化学电池的尺寸并且具有第一连接表面；以及

排气壳体，所述排气壳体配置成与所述下壳体联接，所述排气壳体包括：

具有第二连接表面的主体，所述第二连接表面构造成与第一连接表面相匹配；

所述主体的面内的开口，所述面大体上相对于所述第二连接表面呈交叉状定向；以及

内部腔室，所述内部腔室联接到所述开口并包括内部防爆排气口和通风排气口，其中，所述通风排气口包括气体选择透过层。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述内部防爆排气孔设置在所述内部腔室的第一壁上，并且所述通风排气口设置在所述内部腔室的第二壁上，所述第一和第二壁彼此联接，并且彼此呈交叉状定向。

12.根据权利要求10所述的系统，其中，所述内部腔室的所述第一壁大体上与所述开口平行，并且所述内部防爆排气口包括设置在底座内的阀，所述阀配置成在压力阈值下，在从所述第一壁朝向所述开口的方向上从所述底座脱离出。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述内部腔室具有可容纳从所述底座脱离出的所述阀的尺寸。

14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述阀包括分别设置在第一底座部分和第二底座部分中的第一部分和第二部分，并且其中，所述第一部分配置为从阀座部脱离出，并且所述第二部分配置为在所述第一部分从所述底座部分脱离出后，将所述第一部分保留在所述内部腔室中。

15.根据权利要求10所述的系统，其包括面板，所述面板固定到所述排气壳体的所述面且位于开口上。

16.根据权利要求所述15的系统，其包括设置在所述面板中的软管连接组件，所述软管连接组件包括固定到所述面板的软管连接头，其中，所述软管连接头配置为连接到车辆的排气软管。

17.根据权利要求10所述的系统，其中，所述下壳体、所述排气壳体或它们的组合是由金属板制成。

18.根据权利要求17所述的系统，其包括垫圈，所述垫圈位于所述第一连接表面、所述第二连接面或其组合上。

19.根据权利要求17所述的系统，其中，所述第一和第二连接表面包括相应的螺纹开口以使它们能够彼此紧固。

20.一种系统，包括：

下壳体，所述下壳体容纳多个锂离子电化学电池；以及

排气壳体，所述排气壳体联接到所述下壳体以使得空腔在内部压力下被密封，其中，所述排气壳体包括：

主体，所述主体在所述排气壳体的面上具有开口；以及

内部腔室，所述内部腔室联接到所述开口，其中，所述内部腔室包括具有内部防爆排气口的第一壁和具有通风排气口的第二壁，所述内部防爆排气口配置为当内部压力上升到高于第一压力阈值时打开，所述通风排气口配置成允许所述内部腔室和所述空腔之间的气体交换。

21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述排气壳体至少通过焊接联接到所述下壳体。

22.根据权利要求21所述的系统，其中，除所述焊接之外，所述排气壳体还用紧固件联接到所述下壳体。

23.根据权利要求20所述的系统，其中，所述排气壳体包括面板，所述面板联接到所述主体的所述面并且设置在所述开口上，其中，所述面板包括软管连接头，所述软管连接头配置成当所述空腔的内部压力上升高于第一压力阈值时，引导气体排出所述排气壳体。

24.根据权利要求20所述的系统，其中，所述通风排气口包括所述第二壁内的多个开口，以及具有设置在所述多个开口上的气体选择透过层的盖，并且其中，所述排气通风口构造为抵抗湿气通过所述多个开口进入所述空腔。