CN109585728B - 聚合物电池框架和包含该聚合物电池框架的电池组 - Google Patents

聚合物电池框架和包含该聚合物电池框架的电池组 Download PDF

Info

Publication number
CN109585728B
CN109585728B CN201811085928.9A CN201811085928A CN109585728B CN 109585728 B CN109585728 B CN 109585728B CN 201811085928 A CN201811085928 A CN 201811085928A CN 109585728 B CN109585728 B CN 109585728B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polymeric
battery
planar
end plate
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811085928.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109585728A (zh
Inventor
T·J·豪
S·A·赛义德
R·M·布里斯班
N·康普顿
I·M·甘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of CN109585728A publication Critical patent/CN109585728A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109585728B publication Critical patent/CN109585728B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H01M10/6555—Rods or plates arranged between the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H01M50/264—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks for cells or batteries, e.g. straps, tie rods or peripheral frames
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/291—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by their shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/293—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本文提供了电池组，该电池组包括第一聚合物端板、第二聚合物端板以及在第一端板与第二端板之间延伸并限定(n‑1)个电池腔的多(n)个隔板。每个腔能够接收包括多个电池单元和可选地包括冷却板和泡沫垫的电池单元堆。隔板包括多个聚合物重复间隔件，并且来自每个隔板的每个间隔件可以对应于多个电池单元堆共用的冷却板。每个重复间隔件和冷却板可以包括多个对准孔，并且对应的螺栓可以占据对准孔并将其固定到端板。每个重复间隔件可以对应于完整或部分电池组件，其中完整电池组件包括第一电池单元、冷却板、第二电池单元和泡沫垫。

Description

聚合物电池框架和包含该聚合物电池框架的电池组
引言
包括锂离子、铅酸和镍金属氢化物电池变体在内的各种电池可以配置为作为传统内燃机(ICE)的补充物和替代物而用于汽车或相关运输应用。被动地存储来自固定能源和便携式能源的能量以及来自由车辆和其部件提供的捕获动能的能量的能力使得电池(普遍地)和可再充电电池(具体地)能理想地用作轿车、卡车、巴士、摩托车及相关车辆平台的推进系统的一部分。在适于汽车应用的一种形式中，电池被成形为大体上薄的矩形电池单元，该电池单元具有从其延伸出的正负电压端子；若干这样的电池通常可以组合成更大的组件(其包括模块，这些模块又可以形成为称为电池组的完整系统)，产生所需的功率输出。
发明内容
提供了一种电池部分框架，该电池部分框架包括第一聚合物端板、第二聚合物端板以及在第一端板与第二端板之间延伸并限定(n-1)个棱柱形电池腔的多(n)个聚合物平面隔板。每个腔能够接收多个堆叠的电池单元。多个平面隔板各自可以是多个聚合物重复间隔件。电池部分框架还可以包括与多个重复间隔件中的每一个相对应的至少一个螺栓，其中每个螺栓可以将第一端板、第二端板和对应的多个重复间隔件保持在基本固定的方向上。电池部分框架还可以包括多个冷却板，其中每个平面隔板的每个聚合物重复间隔件对应于冷却板，并且其中每个冷却板延伸穿过多个棱柱形电池腔。电池部分框架还可以包括多个螺栓，其中螺栓通过每个重复间隔件和冷却板中的对准孔将每个平面隔板的聚合物重复间隔件和冷却板固定到第一聚合物端板和第二聚合物端板。第一聚合物端板、第二聚合物端板和多个聚合物平面隔板可以由聚邻苯二甲酰胺、聚芳基酰胺、聚[亚氨基(1,6-二氧代六亚甲基)亚氨基六亚甲基]或聚(己-6-内酰胺)制成。第一聚合物端板、第二聚合物端板和多个聚合物平面隔板可以由以下制成：聚邻苯二甲酰胺、聚芳基酰胺、聚[亚氨基(1,6-二氧代六亚甲基)亚氨基六亚甲基]、聚(己-6-内酰胺)、聚邻苯二甲酰胺、聚芳基酰胺、聚[亚氨基(1,6-二氧代六亚甲基)亚氨基六亚甲基]、聚(己-6-内酰胺)、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、一种或多种环烯烃共聚物、一种或多种液晶聚合物、聚甲醛、一种或多种聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、一种或多种聚酰胺-酰亚胺、一种或多种聚芳醚酮(例如聚醚醚酮、聚醚酮酮)、聚丁二烯、聚丁烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、一种或多种氯氟聚合物(例如聚三氟氯乙烯)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸环己二甲酯、一种或多种聚碳酸酯、一种或多种聚羟基链烷酸酯、一种或多种聚酮、聚醚酰亚胺、一种或多种聚砜、一种或多种聚酰亚胺、聚苯醚、聚苯硫醚、聚丙烯和/或聚乙烯。第一聚合物端板、第二聚合物端板和多个聚合物平面隔板可以由增强聚合物制成。
提供一种电池组，该电池组包括第一聚合物端板、与第一端板基本上平面的第二聚合物端板、靠近第一端板的第一端和第二端板的第一端附接的第一聚合物平面隔板、靠近第一端板的第二端和第二端板的第二端附接的第二聚合物平面隔板、在第一聚合物平面隔板与第二聚合物平面隔板之间附接到第一端板和第二端板的一个或多个聚合物中间平面隔板以及多个电池单元堆，其中第一平面隔板、第二平面隔板和多个中间平面隔板限定多个棱柱形电池腔，电池单元堆包括多个电池单元，每个堆占据一个棱柱形电池腔。每个电池单元堆与第一端板和第二端板基本上平面地设置。每个电池单元堆还可以包括设置在相邻电池单元之间的一个或多个冷却板和/或泡沫垫。多个电池单元堆的一个或多个冷却板可以是单个公共冷却板。多个聚合物平面隔板各自可以是多个聚合物重复间隔件。重复间隔件可以与一个或多个相邻的重复间隔件、第一端板和/或第二端板相互锁定。电池组还可以包括与多个重复间隔件中的每一个相对应的至少一个螺栓，其中每个螺栓可以将第一端板、第二端板和对应的多个重复间隔件保持在基本上固定的方向上。平面隔板的每个重复间隔件可以包括多个对准孔，并且多个对应的螺栓可以占据对准孔并将重复间隔件固定到第一端板和第二端板。多个聚合物重复间隔件中的每一个可以对应于完整或部分电池组件，其中完整电池组件包括第一电池单元、冷却板、第二电池单元和泡沫垫的有序堆叠。第一聚合物端板、第二聚合物端板和多个聚合物平面隔板可以由聚邻苯二甲酰胺、聚芳基酰胺、聚[亚氨基(1,6-二氧代六亚甲基)亚氨基六亚甲基]或聚(己-6-内酰胺)制成。第一聚合物端板、第二聚合物端板和多个聚合物平面隔板可以由以下制成：聚邻苯二甲酰胺、聚芳基酰胺、聚[亚氨基(1,6-二氧代六亚甲基)亚氨基六亚甲基]、聚(己-6-内酰胺)、聚邻苯二甲酰胺、聚芳基酰胺、聚[亚氨基(1,6-二氧代六亚甲基)亚氨基六亚甲基]、聚(己-6-内酰胺)、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、一种或多种环烯烃共聚物、一种或多种液晶聚合物、聚甲醛、一种或多种聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、一种或多种聚酰胺-酰亚胺、一种或多种聚芳醚酮(例如聚醚醚酮、聚醚酮酮)、聚丁二烯、聚丁烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、一种或多种氯氟聚合物(例如聚三氟氯乙烯)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸环己二甲酯、一种或多种聚碳酸酯、一种或多种聚羟基链烷酸酯、一种或多种聚酮、聚醚酰亚胺、一种或多种聚砜、一种或多种聚酰亚胺、聚苯醚、聚苯硫醚、聚丙烯和/或聚乙烯。第一聚合物端板、第二聚合物端板和多个聚合物平面隔板可以由聚酰胺材料制成。第一聚合物端板、第二聚合物端板和多个聚合物平面隔板可以由用玻璃纤维、碳纤维或树脂中的一种或多种进行增强的聚合物制成。电池组可以为车辆提供动力。
根据以下对示例性实施例的详细描述和附图，示例性实施例的其他目的、优点和新颖特征将变得更加明显。
附图说明
图1示出了根据一个或多个实施例的电池部分框架的立体分解图；
图2示出了根据一个或多个实施例的电池部分框架的立体图；
图3A示出了根据一个或多个实施例的重复间隔件的立体图；
图3B示出了根据一个或多个实施例的重复间隔件的立体图；
图4示出了根据一个或多个实施例的端板的内面的立体图；
图5示出了根据一个或多个实施例的端板的外面的立体图；
图6示出了根据一个或多个实施例的电池部分的分解图；
图7示出了根据一个或多个实施例的冷却板的立体图；
图8示出了根据一个或多个实施例的电池部分框架的剖视图；以及
图9示出了根据一个或多个实施例的电池组的分解图。
具体实施方式
在此描述了本公开的实施例。然而，应该理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采用各种替代形式。附图不一定按比例绘制；为了示出特定部件的详细信息，某些功能可能会被放大或最小化。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任何一个附图示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中示出的特征进行组合，以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供了典型应用的代表性实施例。然而，对于特定应用或实施方式，可能需要与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改。
图1示出了电池部分框架100的立体分解图，而图2示出了电池部分框架100的立体图。电池部分框架100包括在电池部分框架100的第一端3与第二端4之间延伸的第一端板1和第二端板2。第一端板1和第二端板2可以是聚合物，如下将要描述的。多个平面隔板在第一端板1与第二端板2之间延伸。具体地，电池部分框架100可以包括第一平面隔板5和第二平面隔板6，第一平面隔板5靠近第一端板1和第二端板2的第一端3附接并且在第一端板1和第二端板2的第一端3之间延伸，第二平面隔板6靠近第一端板1和第二端板2的第二端4附接并且在第一端板1和第二端板2的第二端4之间延伸。电池部分框架100还可以包括一个或多个中间平面隔板7，中间平面隔板7附接到第一端板1和第二端板2并在第一端板1与第二端板2之间延伸。中间平面隔板7大体上是平面的并且设置在第一平面隔板5与第二平面隔板6之间。多(n)个平面隔板(例如，第一平面隔板5、第二平面隔板6和可选地一个或多个中间平面隔板7)共同限定(n-1)个电池腔8。端板1、2可以基本上彼此平面，并且平面隔板可以设置在与其大体上垂直的方向上。因此，一个或多个电池腔8可以基本上是棱柱形的。在图2中说明性地限定第一端板1和第二端板2的长度L、宽度W和高度H以及相应的电池部分框架100，从而在描述下面的附属部件时提供参照系。高度H通常定义了顶部T和底部B。
多个平面隔板可以各自包括多个重复间隔件20，如图1所示。多个重复间隔件20可以是聚合物的，如下所述。图3A至图3B示出了重复间隔件20的立体图。重复间隔件20被示出为大体上直线的(但是其他几何构造也是可行的)，并且由第一面21和第二面22限定。多个重复间隔件20可以包括互锁特征(如凹部23和突起24)，用于与其他重复间隔件20、第一端板1和/或第二端板2互锁/配合。图4至图5分别示出了端板的内面10和外面11，例如第一端板1或第二端板2。第一端板1和第二端板2的聚合物性质使得适合在任何位置包括电池单元传感附接特征。如图4所示，第一端板1和/或第二端板2可以包括互锁特征13，互锁特征13配置为与重复间隔件20的互锁特征(例如，凹部23、突起24)相互作用。例如，互锁特征13可以包括压缩接头。类似地，重复间隔件的凹部23和突起24可以包括压缩接头。重复间隔件20、第一端板1和第二端板2可以经由螺栓12保持在基本上固定的方向上(例如，如图2所示)。例如，至少一个螺栓12可以对应于形成公共平面隔板的多个重复间隔件20。在如图1所示的非限制性示例中，两个螺栓12对应于第一平面隔板5，并将其固定到第一端板1和第二端板2。与这些特征相配合，每个重复间隔件20可以包括一个或多个对准孔25，对准孔25与公共平面隔板的其他重复间隔件20的对准孔25对准。一组对准孔25可以容纳螺栓12；所述螺栓12还可以占据第一端板1和/或第二端板2的对准孔15。如图所示，每个平面隔板(例如，多个重复间隔件20)对应和/或能够接收两个螺栓12，但是平面隔板可以对应于单个螺栓12或者三个或多个螺栓12。类似地，第一端板1和第二端板2可以包括必要数量的对准孔15，由此有助于使用任何数量的螺栓。
每个电池腔8可以接收并保持多个堆叠的电池单元。图6示出了包括电池部分框架100(为清楚起见省略了螺栓12)的电池部分101和多个电池堆50的分解图。电池部分101被示出为包括在电池部分框架100内纵向布置的四个电池堆50，不过，电池部分101可以根据需要包括更少或更多的电池堆50。每个电池堆50包括多个电池单元51，这些电池单元51在基本上平面的方向上相对于彼此并且相对于第一端板1和第二端板2堆叠。每个电池单元51可以与第一侧53和第二侧54上的重复间隔件20相互作用/联接。电池51和/或重复间隔件20的互锁特征可以用于将电池单元51保持在电池部分101内的期望位置处。单个重复间隔件20可以与多个电池单元51相互作用/联接；例如，如图6所示，重复间隔件20可以与两个电池单元51相互作用/联接。每个电池单元51可以包括一个或多个电池单元极耳52(例如，一个或多个阳极电池单元极耳和一个或多个阴极电池单元极耳)，其中电池单元极耳在高度方向上突出超过电池单元51的一般高度尺寸。
每个电池堆50还可以包括设置在相邻电池单元51之间的一个或多个冷却板60。冷却板60用于将热量从电池单元51传递出去，并且可以与一个或多个电池单元51邻接或靠近地设置。在一些实施例中，冷却板60可以是专用于电池堆50。替代地，如图所示，冷却板60可以是多个电池堆50共用的。图7中示出了公共冷却板60的立体图。冷却板60可以包括能够与重复间隔件20相互作用/联接的一个或多个间隔件孔61。这种间隔件孔61可以用于将冷却板60保持在期望位置。冷却板60可包括多个孔65，孔65可以与公共平面隔板的重复间隔件20的孔25对准，并由此将冷却板60相对于第一端板1、第二端板2和重复间隔件20保持在期望位置。冷却板60包括通常穿过其顶部边缘延伸的冷却剂供应管线62和通常穿过其底部边缘的冷却剂返回管线63。在一些实施例中，供应管线62和返回管线63的上下方向可以颠倒。来自源(未示出)的冷却剂被传送到供应管线62，并且多个冷却通道64将冷却剂传送到返回管线63。例如，返回管线63可以将冷却剂传送回冷却剂源或泵送回路。冷却通道64经由在其中流动的冷却剂将热量从一个或多个邻近的电池单元51引导出去。如图所示，11条冷却通道64对应于特定的电池腔8，但是根据需要而使用更多或更少的冷却通道64也是可行的。冷却通道64被示出为直的并且相对于供应管线62和返回管线63处于大体上垂直的位置，不过，非线性(例如蛇形)和成角度的方向被认为也是在本公开的范围内。供应管线62和返回管线63可以比冷却板60的主体更宽，从而防止电池单元51和泡沫垫70在高度方向上的移动。
回到图6，每个电池堆50还可以包括设置在相邻电池单元51之间的一个或多个泡沫垫70。泡沫垫70可以吸收动力冲击(例如驱动湍流)和/或适应一个或多个电池单元51的膨胀。如图所示，四个泡沫垫70中的每一个都是专用于各个电池堆50，然而单个泡沫垫70可以是多个电池单元51所共用的。在一些实施例中，冷却板60和泡沫垫70可以在连续的电池单元51之间交替定位，这样使得电池堆51可以包括多个电池组件30，而电池组件30包括电池单元51、冷却板60、电池单元51和泡沫垫70的有序堆叠。电池堆50可以包括一个或多个电池组件30，并且一个或多个电池组件可以是部分组件。例如，在一些实施例中，电池堆50的最末端元件可以包括电池单元51(即，电池单元51与第一端板1邻接并且电池单元与第二端板2邻接)。重复间隔件20可以对应于并且联接完整或部分电池组件30的元件。因此，重复间隔件20限定了与其相关联的电池单元51、冷却板60和泡沫垫70的压缩。此外，重复间隔件20提供隔热功能并防止不连续的电池堆50之间的热逃逸。
图8示出了电池部分框架100的剖视图，该电池部分框架100包括第一平面隔板5、第二平面隔板6以及在第一端板1与第二端板2之间延伸的多个中间平面隔板7。每个平面隔板包括多个重复间隔件20，并且多个冷却板60与其相结合。每个冷却板60与每个相应的平面隔板的重复间隔件20相关联。可选地，最靠近第一端板1和第二端板2定位的一个或两个冷却板60可以与相应的端板相关联，而不是与重复间隔件相关联。在图6中示出了这样的配置，其中最靠近第二端板2的冷却板60与第二端板2相关联，而不是与重复间隔件20相关联。换言之，靠近电池部分101的纵向端并且不包括在完整电池组件30中的冷却板60、电池单元51和/或泡沫垫70可以对应于邻近端板。在这样的实施例中，“对应”可以包括与端板互锁特征13的相互作用(即配合)。
图9示出了包括电池部分101的电池组105的立体分解图。顶部互连板71和底部互连板72配置为附接到电池部分101的顶面和底面。互连板71和72电连接到一个或多个电池单元52的一个或多个电池单元极耳52，并且进一步有助于实现与充电源(未示出)和/或用电装置(例如车辆传动系，未示出)的电连接。例如，在共同拥有的美国专利申请第15/466,363号中描述了互连板71、72。顶盖81和托盘83可以将电池部分101和互连板71、72包住。托盘83可以有助于将电池组105安装在例如车辆中。底盖82可以用于将互连板72和/或电池单元极耳电隔离。存在于顶盖81、托盘83、第一端板1和/或第二端板2上的安装特征(例如孔)80可以有助于实现电池组105的配合，例如经由一个或多个螺钉84。
如上所述，第一端板1、第二端板2和多个重复间隔件20是聚合物的。因此，聚合物特征用于实现电池组50及其不连续的部件的电绝缘和可选地热绝缘。具体地，重复间隔件20可以使螺栓12与各个电池单元51的冷却板60电绝缘，并进一步使各个电池堆50绝缘。此外，例如，聚合物材料可以是阻燃塑料，因此防止或抑制电池单元51与电池堆50之间的火焰蔓延。第一端板1、第二端板2和多个重复间隔件20的聚合物性质还能应对电池单元51的膨胀，同时还为电池部分101提供足够的结构稳定性，并且相对于金属构造的类似部件而言，减轻了重量。聚合物元件可以注塑成型，由此简化了制造过程并降低了成本。此外，注射成型提供了包括增强特征(例如安装特征80)的能力。
如本文所用，“聚合物”材料包括高性能塑料、聚合物和合成树脂。这些材料可以可选地表现出高强度、低蠕变性，阻燃性和低翘曲性。聚合物材料可以包括聚酰胺，例如聚邻苯二甲酰胺(PPA)、聚芳基酰胺(PAA)、聚[亚氨基(1,6-二氧代六亚甲基)亚氨基六亚甲基]和聚(己-6-内酰胺)。其他适合的聚合物材料可以包括：丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、一种或多种环烯烃共聚物、一种或多种液晶聚合物、聚甲醛、一种或多种聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、一种或多种聚酰胺-酰亚胺、一种或多种聚芳醚酮(例如聚醚醚酮、聚醚酮酮)、聚丁二烯、聚丁烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、一种或多种氯氟聚合物(例如聚三氟氯乙烯)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸环己二甲酯、一种或多种聚碳酸酯、一种或多种聚羟基链烷酸酯、一种或多种聚酮、聚醚酰亚胺、一种或多种聚砜、一种或多种聚酰亚胺、聚苯醚、聚苯硫醚、聚丙烯、聚乙烯及其组合或共混物。在一些实施例中，聚合物材料可以通过第二材料进行增强，例如玻璃纤维、碳纤维或树脂。在特定实施例中，聚合物材料可以是经过玻璃纤维增强的PAA，并且具有约200MPa的拉伸强度和约331MPa的挠曲强度。
虽然以上描述了示例性实施例，但这些实施例并不旨在描述权利要求所包含的所有可能形式。说明书中使用的词语是描述性词语而不是限制性词语，并且应当理解的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以作出各种改变。如前所述，各种实施例的特征可以进行组合以形成可能未明确描述或说明的本发明的其他实施例。尽管各种实施例可能已经被描述为就一个或多个期望特性而言提供了优势或优于其他实施例或现有技术实施方式，但本领域普通技术人员认识到的是，为了实现期望的整体系统属性，可能会损害一个或多个特征或特性，这具体取决于具体应用和实施方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、适销性、外观、包装、尺寸、服务性、重量、可制造性、易组装性等。因此，被描述为就一个或多个特性而言不如其他实施例或现有技术实施方式那么理想的实施例没有落在本公开的范围之外，并且对于特定应用来说可能是理想的。

Claims (8)

1.一种电池部分，包括：
第一聚合物端板；
第二聚合物端板，
第一聚合物平面隔板，所述第一聚合物平面隔板靠近所述第一聚合物端板的第一端和所述第二聚合物端板的第一端附接；
第二聚合物平面隔板，所述第二聚合物平面隔板靠近所述第一聚合物端板的第二端和所述第二聚合物端板的第二端附接；
一个或多个中间聚合物平面隔板，所述中间聚合物平面隔板在所述第一聚合物平面隔板与所述第二聚合物平面隔板之间附接到所述第一聚合物端板和所述第二聚合物端板，其中所述第一聚合物平面隔板、所述第二聚合物平面隔板和所述一个或多个中间聚合物平面隔板限定多个棱柱形电池腔；以及
多个电池单元堆，所述电池单元堆包括多个电池单元，每个堆占据一个所述棱柱形电池腔，其中每个所述电池单元堆与所述第一聚合物端板和所述第二聚合物端板基本上平面地设置；
其中多个聚合物平面隔板各自包括多个聚合物重复间隔件，并且每个所述聚合物重复间隔件可以与一个或多个相邻的聚合物重复间隔件、第一聚合物端板和/或第二端板相互锁定。
2.根据权利要求1所述的电池部分，其中每个电池单元堆还包括设置在相邻电池单元之间的一个或多个冷却板和/或泡沫垫。
3.根据权利要求2所述的电池部分，其中多个电池单元堆的一个或多个冷却板包括单个公共冷却板。
4.根据权利要求2所述的电池部分，包括多个冷却板，其中每个平面隔板的每个聚合物重复间隔件对应于冷却板，并且其中每个冷却板延伸穿过多个棱柱形电池腔。
5.根据权利要求1所述的电池部分，还包括多个螺栓，其中所述螺栓通过每个所述重复间隔件和冷却板中的对准孔将每个平面隔板的所述聚合物重复间隔件和所述冷却板固定到所述第一聚合物端板和所述第二聚合物端板。
6.根据权利要求1所述的电池部分，其中所述多个聚合物重复间隔件中的每一个对应于完整或部分电池组件，其中完整电池组件包括第一电池单元、冷却板、第二电池单元和泡沫垫的有序堆叠。
7.根据权利要求1所述的电池部分，其中所述第一聚合物端板、所述第二聚合物端板和所述多个聚合物平面隔板包括：聚邻苯二甲酰胺、聚芳基酰胺、聚[亚氨基(1,6-二氧代六亚甲基)亚氨基六亚甲基]、聚(己-6-内酰胺)、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、一种或多种环烯烃共聚物、一种或多种液晶聚合物、聚甲醛、一种或多种聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、一种或多种聚酰胺、一种或多种酰亚胺、一种或多种聚芳醚酮、聚丁二烯、聚丁烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、一种或多种氯氟聚合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸环己二甲酯、一种或多种聚碳酸酯、一种或多种聚羟基链烷酸酯、一种或多种聚酮、聚醚酰亚胺、一种或多种聚砜、一种或多种聚酰亚胺、聚苯醚、聚苯硫醚、聚丙烯或聚乙烯。
8.根据权利要求1所述的电池部分，其中所述电池部分为车辆提供动力。
CN201811085928.9A 2017-09-28 2018-09-18 聚合物电池框架和包含该聚合物电池框架的电池组 Active CN109585728B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/718166 2017-09-28
US15/718,166 US10381617B2 (en) 2017-09-28 2017-09-28 Polymeric battery frames and battery packs incorporating the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109585728A CN109585728A (zh) 2019-04-05
CN109585728B true CN109585728B (zh) 2021-06-11

Family

ID=65638382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811085928.9A Active CN109585728B (zh) 2017-09-28 2018-09-18 聚合物电池框架和包含该聚合物电池框架的电池组

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10381617B2 (zh)
CN (1) CN109585728B (zh)
DE (1) DE102018123651A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE545744C2 (en) * 2021-04-13 2023-12-27 Northvolt Ab A cell carrier for a battery pack
WO2023185162A1 (en) * 2022-03-30 2023-10-05 Solvay Specialty Polymers Usa, Llc Insulator for batteries
DE102022002955A1 (de) 2022-08-12 2024-02-15 Mercedes-Benz Group AG Batteriegehäuse für wenigstens zwei Batteriemodule

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1647308A (zh) * 2002-02-19 2005-07-27 3M创新有限公司 高能电化学电池用的温度控制装置和方法
CN1855596A (zh) * 2005-03-11 2006-11-01 三星Sdi株式会社 电池模块
CN101952994A (zh) * 2009-01-12 2011-01-19 A123系统公司 用于电池组的安全排气机构
CN102263213A (zh) * 2010-05-26 2011-11-30 Sb锂摩托有限公司 电池组
CN102347460A (zh) * 2010-07-27 2012-02-08 通用汽车环球科技运作有限责任公司 通过将单格电池突出部焊接在滑动配合的公母连接器上形成的重复框架蓄电池
CN102362387A (zh) * 2009-03-24 2012-02-22 Sk新技术 用于防止漏电的外壳部件以及具备该部件的车辆电池组
CN102468460A (zh) * 2010-10-29 2012-05-23 通用汽车环球科技运作有限责任公司 单片抗压缩棱形电池单体
CN103165838A (zh) * 2011-12-14 2013-06-19 通用汽车环球科技运作有限责任公司 带有预制结构热交换器的推进电池
CN103904254A (zh) * 2014-02-25 2014-07-02 江苏华东锂电技术研究院有限公司 电池模块
CN203707266U (zh) * 2013-12-23 2014-07-09 杭州力奥科技有限公司 一种方形铝壳电池组装结构
CN104183863A (zh) * 2014-08-07 2014-12-03 长丰集团有限责任公司 一种软包锂离子电池模块
CN104471783A (zh) * 2012-06-11 2015-03-25 捷豹路虎有限公司 车辆电池组、用于冷却电池组的系统以及在该系统中使用的冷却板
CN205452403U (zh) * 2016-03-28 2016-08-10 常州动为电力科技有限公司 一种软包电池模块

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030072997A1 (en) * 2001-10-12 2003-04-17 Denis Estreich Apparatus and method for connecting cells of a battery
AU2003276314A1 (en) * 2002-06-17 2003-12-31 Gs Yuasa Corporation Liquid-fuel fuel cell, operation monitoring method for monitoring operation thereof, and operation monitoring device
TW557601B (en) * 2002-07-25 2003-10-11 Ind Tech Res Inst Planar type fuel cell monomer and the cell set
JP2007307547A (ja) * 2006-04-17 2007-11-29 Seiko Epson Corp 機能膜の形成方法、電極の製造方法および二次電池の製造方法
JP5259146B2 (ja) * 2007-09-12 2013-08-07 株式会社東芝 燃料電池及び燃料電池システム
JP5251062B2 (ja) * 2007-10-04 2013-07-31 日立電線株式会社 燃料電池用複合集電板及び燃料電池
CN101414690A (zh) * 2007-10-17 2009-04-22 英属盖曼群岛商胜光科技股份有限公司 燃料电池堆结构
CN101904042B (zh) * 2007-12-05 2014-11-05 埃纳德尔公司 带温度控制装置的电池组件
WO2009120294A1 (en) * 2008-03-24 2009-10-01 Lightening Energy A modular battery, an interconnector for such batteries and methods related to modular batteries
DE102008001707A1 (de) * 2008-05-09 2009-11-12 Robert Bosch Gmbh Energiewandler- und/oder Energiespeichervorrichtung mit fluorabsorberierender Ummantelung
US9028986B2 (en) * 2009-01-07 2015-05-12 A123 Systems Llc Fuse for battery cells
WO2011026087A2 (en) * 2009-08-31 2011-03-03 Porous Power Technologies, Llc Battery manufacturing using laminated assemblies
US9634295B2 (en) * 2010-01-15 2017-04-25 Pellion Technologies, Inc. Expandable battery pack containment device for pouch battery cells
TWI420725B (zh) * 2011-07-18 2013-12-21 Delta Electronics Inc 電池裝置及電池裝置模組
US9620250B2 (en) * 2012-02-02 2017-04-11 Bwxt Nuclear Energy, Inc. Spacer grid
KR101934396B1 (ko) * 2012-10-30 2019-01-02 삼성에스디아이 주식회사 배터리 조립체
KR102588049B1 (ko) * 2015-05-06 2023-10-12 에이일이삼 시스템즈 엘엘씨 배터리 크러시 보호 시스템
US11139521B2 (en) * 2016-07-07 2021-10-05 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery submodule carrier, battery submodule, battery system and vehicle

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1647308A (zh) * 2002-02-19 2005-07-27 3M创新有限公司 高能电化学电池用的温度控制装置和方法
CN1855596A (zh) * 2005-03-11 2006-11-01 三星Sdi株式会社 电池模块
CN101952994A (zh) * 2009-01-12 2011-01-19 A123系统公司 用于电池组的安全排气机构
CN102362387A (zh) * 2009-03-24 2012-02-22 Sk新技术 用于防止漏电的外壳部件以及具备该部件的车辆电池组
CN102263213A (zh) * 2010-05-26 2011-11-30 Sb锂摩托有限公司 电池组
CN102347460A (zh) * 2010-07-27 2012-02-08 通用汽车环球科技运作有限责任公司 通过将单格电池突出部焊接在滑动配合的公母连接器上形成的重复框架蓄电池
CN102468460A (zh) * 2010-10-29 2012-05-23 通用汽车环球科技运作有限责任公司 单片抗压缩棱形电池单体
CN103165838A (zh) * 2011-12-14 2013-06-19 通用汽车环球科技运作有限责任公司 带有预制结构热交换器的推进电池
CN104471783A (zh) * 2012-06-11 2015-03-25 捷豹路虎有限公司 车辆电池组、用于冷却电池组的系统以及在该系统中使用的冷却板
CN203707266U (zh) * 2013-12-23 2014-07-09 杭州力奥科技有限公司 一种方形铝壳电池组装结构
CN103904254A (zh) * 2014-02-25 2014-07-02 江苏华东锂电技术研究院有限公司 电池模块
CN104183863A (zh) * 2014-08-07 2014-12-03 长丰集团有限责任公司 一种软包锂离子电池模块
CN205452403U (zh) * 2016-03-28 2016-08-10 常州动为电力科技有限公司 一种软包电池模块

Also Published As

Publication number Publication date
CN109585728A (zh) 2019-04-05
US10381617B2 (en) 2019-08-13
US20190097189A1 (en) 2019-03-28
DE102018123651A1 (de) 2019-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101909215B1 (ko) 전지 서브 모듈 캐리어, 전지 서브 모듈, 전지 시스템 및 자동차
CN107112461B (zh) 包括具有夹持部的盒的电池模块
US9768427B2 (en) Battery module assembly of improved reliability and battery pack employed with the same
KR101112442B1 (ko) 냉각 효율성이 향상된 전지모듈 어셈블리
KR100921346B1 (ko) 중대형 전지모듈 및 전지모듈 어셈블리
US11139521B2 (en) Battery submodule carrier, battery submodule, battery system and vehicle
CN109585728B (zh) 聚合物电池框架和包含该聚合物电池框架的电池组
KR101281811B1 (ko) 구조적 안정성이 향상된 전지팩
KR101326182B1 (ko) 외장부재와 카트리지를 포함하는 단위모듈에 기반한 전지모듈
US20110111273A1 (en) Vehicle power supply device and method for producing vehicle power supply device
KR20080025428A (ko) 전지모듈 및 중대형 전지팩
EP1872419A1 (en) Housing member for battery module
KR20120074425A (ko) 전지모듈 및 이를 포함하는 전지팩
KR101750487B1 (ko) 외부 입출력 단자 및 버스 바의 장착 수단을 포함하는 전지모듈
CN106663762B (zh) 用于容纳蓄能器模块的存储单元的框架设备
US11482750B2 (en) Battery pack and vehicle comprising the same
KR101305229B1 (ko) 외장부재와 방열부재를 포함하는 단위모듈 및 이를 포함하는 전지모듈
US11888253B2 (en) Connector, battery management unit, and battery pack
KR20120065055A (ko) 배터리팩 모듈
KR101714170B1 (ko) 차량용 배터리
CN112290158A (zh) 蓄电模块
CN110993842A (zh) 电池模块子单元和电池模块
US20210249739A1 (en) Cell connection unit for a battery module
KR101859684B1 (ko) 버스 바 어셈블리를 포함하는 전지모듈 및 이를 포함하는 전지팩
EP3863078A1 (en) Cell connection unit, ccu, for a battery module

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant