CN114792860A - 电池系统、电池组处理系统和电解质排出和再填充站 - Google Patents

电池系统、电池组处理系统和电解质排出和再填充站 Download PDF

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Abstract

一种电池系统包括外壳，该外壳具有相对的第一主壁和第二主壁、沿着其各自的周界连接第一主壁和第二主壁的周界壁、以及由第一主壁和第二主壁和周界壁限定的内部，其中外壳被配置成用于在内部内容纳阳极组件、阴极组件和电解质。纵向凸起形成在周界壁中、从内部向外延伸并沿着第一和第二周界的相对相邻部分延伸。壁端口被限定在周界壁中、与内部流体连通，其中壁端口被配置成允许电解质通过其流入和流出内部。第一电极和第二电极延伸穿过周界壁，并被配置成分别与阳极组件和阴极组件电连接。

Description

电池系统、电池组处理系统和电解质排出和再填充站
引言。
技术领域
本公开总体上涉及电池系统、电池组处理系统以及用于电池系统的电解质排出和再填充站。
背景技术
电池正变得越来越频繁地用于各种应用中，包括机动车辆。大多数电池依赖电池单元内的化学反应来生成电力和/或储存电荷。然而，基于化学物质的电池会产生气体副产物，诸如二氧化碳和乙烯，并且电池内使用的化学物质会因年久而劣化，这降低了它们产生电流和/或储存电能的能力。
通常的做法是在规定的时间间隔处或在电池性能下降到低于预定水平时更换电池。然而，这种方法对所有者来说可能是昂贵的，并且对供应链来说也是一种负担。
发明内容
根据一个实施例，电池系统包括大致棱柱形的外壳，该外壳具有：相对的第一主壁和第二主壁，该第一主壁和第二主壁具有相应的第一和第二周界；沿着第一和第二周界连接第一主壁和第二主壁的周界壁；以及由第一主壁和第二主壁和周界壁限定的内部，其中该外壳被配置成用于容纳可操作地设置在内部内的阳极组件、阴极组件和电解质。纵向凸起形成在周界壁中、从内部向外延伸并沿着第一和第二周界的相对相邻部分延伸。壁端口被限定在周界壁中、与内部流体连通，其中壁端口被配置成用于允许电解质通过其流入和流出内部。第一电极和第二电极延伸穿过周界壁，并被配置成用于分别与阳极组件和阴极组件电连接。
第一主壁和第二主壁中的每一者可以是大致矩形的，每个主壁具有相应宽度和小于相应宽度的相应高度，其中纵向凸起具有沿着相应高度延伸的长度。电池组件还可以包括上述阳极组件、阴极组件和电解质，它们可操作地设置在外壳的内部内。纵向凸起可以在其内侧上限定导管，其中导管被配置成允许气体副产物流过。
电池系统还可以包括歧管和多个配件，歧管在其中具有内部通道，每个配件与内部通道流体连通，每个配件被配置成与壁端口联接，以允许电解质在歧管的内部通道和外壳的内部之间流动。电池系统还可以包括：（i）可操作地设置在外壳内部内的阳极组件、阴极组件和电解质，其中第一电极和第二电极分别与阳极组件和阴极组件电连接；（ii）可操作地与歧管连接的气体处理器，用于接收和/或过滤来自外壳内部的气体副产物，其中歧管可操作地与外壳连接；以及（iii）可操作地与歧管连接的再填充端口，以用于从外壳内部排出电解质，并将电解质引入外壳内部中，其中再填充端口被配置成用于可紧固地延伸穿过壳体的壳体壁，其中壳体被配置成用于容纳外壳、歧管和气体处理器。
该电池系统还可包括可操作地连接歧管和气体处理器的第一导管、设置在第一导管中并配置成打开和关闭通过第一导管的流动的第一阀、可操作地连接歧管和再填充端口的第二导管、以及设置在第二导管中并配置成打开和关闭通过第二导管的流动的第二阀。该电池系统还可以包括：（i）保护罩，该保护罩具有环绕并在其内限定增压室的环绕壁、环绕壁中由围绕开口的唇缘限定的开口、以及各自限定在环绕壁中的气体端口和液体端口，其中气体端口与增压室流体连通，并且其中液体端口具有内部连接器部分，该内部连接器部分设置在增压室内，并且被配置成当保护罩被放置在再填充端口上并且唇缘与壳体壁的外表面密封接合时与再填充端口连接；（ii）第一泵，其可操作地与所述气体端口连接，并被配置成用于向所述气体端口施加吸力；以及（iii）第二泵，其可操作地与液体端口连接，并被配置成用于向液体端口施加吸力。另外，电池系统可以包括可操作地连接气体端口和第一泵的第三导管，以及可操作地连接液体端口和第二泵的第四导管。
该电池系统还可以包括气体副产物罐以及用过的电解质罐，气体副产物罐被配置成用于经由第五导管从第一泵接收气体副产物，第五导管可操作地连接第一泵和气体副产物罐，用过的电解质罐被配置成用于经由第六导管从第二泵接收电解质，第六导管可操作地连接第二泵和用过的电解质罐。该电池系统还可以包括被配置成用于向液体端口供应电解质的新鲜电解质罐，其中第二泵可操作地与液体端口和/或新鲜电解质罐连接，并且进一步被配置成用于将电解质从新鲜电解质罐泵送到液体端口。替代地，电池系统还可以包括被配置成用于向液体端口供应电解质的新鲜电解质罐，以及与液体端口和/或新鲜电解质罐可操作地连接并被配置成使电解质从新鲜电解质罐被泵送到液体端口的第三泵。该电池系统可以另外包括收集器/测试器，其被配置成用于接收和/或测试来自外壳的电解质样本，其中收集器/测试器可操作地与液体端口、第四导管、第六导管和第二泵中的至少一者连接。
根据另一个实施例，一种用于机动车辆的电池组处理系统，该机动车辆具有外部车身面板并承载电池组，该系统包括：气体处理器，其被配置成用于从电池组接收气体副产物；第一导管，其被配置成用于将气体副产物从电池组输送到气体处理器；再填充端口，其被配置成用于可紧固地延伸穿过外部车身面板，并用于与电池组连接（其中再填充端口被配置成用于从电池组排出电解质，并将电解质引入电池组中）；以及第二导管，其被配置成用于在电池组和再填充端口之间输送电解质。气体处理器可以被配置成设置在电池组上方，并且气体处理器可以进一步被配置成用于过滤从电池组接收的气体副产物。
根据又一个实施例，一种用于服务机动车辆上承载的电池组的电解质排出和再填充站，该机动车辆具有可操作地与电池组连接并延伸穿过外部车身面板的再填充端口，该电解质排出和再填充站包括：（i）保护罩，该保护罩具有包围并在其内限定增压室的环绕壁、环绕壁中由围绕开口的唇缘限定的开口、以及各自限定在环绕壁中的气体端口和液体端口，其中气体端口与增压室流体连通，并且其中液体端口具有内部连接器部分，其设置在增压室内并且被配置成当保护罩被放置在再填充端口上且唇缘与外部车身面板密封接合时与再填充端口联接；（ii）第一泵，其可操作地与所述气体端口连接，并被配置成用于向所述气体端口施加吸力；（iii）第二泵，其可操作地与液体端口连接，并被配置成用于向液体端口施加吸力和/或压力；（iv）气体副产物罐，其可操作地与第一泵的第一出口连接，并被配置成用于经由再填充端口和第一泵从电池组接收气体副产物；（v）用过的电解质罐，其可操作地与第二泵的第二出口连接，并被配置成用于经由再填充端口和第二泵从电池组接收电解质；和（vi）被配置成用于向液体端口供应电解质的新鲜电解质罐。
第二泵可以可操作地与液体端口和/或新鲜电解质罐连接，并且可以进一步被配置成使得电解质从新鲜电解质罐泵送到液体端口。电解质排出和再填充站还可以包括第三泵，该第三泵可操作地与液体端口和/或新鲜电解质罐连接，并且被配置成使得电解质从新鲜电解质罐被泵送到液体端口。电解质排出和再填充站可以进一步包括收集器/测试器，其被配置成用于接收和/或测试来自电池组的电解质样本，其中收集器/测试器可操作地与液体端口、第四导管、第六导管和第二泵中的至少一者连接。
本发明提供了以下技术方案：
1.一种电池系统，包括：
大致棱柱形的外壳，其具有：相对的第一主壁和第二主壁，所述第一主壁和第二主壁具有相应的第一和第二周界；沿着所述第一和第二周界连接所述第一主壁和第二主壁的周界壁；以及由所述第一主壁和第二主壁和所述周界壁限定的内部，其中，所述外壳被配置成用于容纳可操作地设置在所述内部内的阳极组件、阴极组件和电解质；
纵向凸起，其形成在所述周界壁中、从所述内部向外延伸，并沿着所述第一和第二周界的相对的相邻部分延伸；
限定在所述周界壁中、与所述内部流体连通的壁端口，其中，所述壁端口被配置成用于允许电解质通过其流入所述内部中和流出所述内部；并且
第一电极和第二电极，其各自延伸穿过所述周界壁，并被配置成分别与所述阳极组件和阴极组件电连接。
2.根据技术方案1所述的电池系统，进一步包括：
歧管，所述歧管在其中具有内部通道和多个配件，每个配件与所述内部通道流体连通，每个配件被配置成用于与所述壁端口联接，从而允许电解质在所述歧管的内部通道和所述外壳的内部之间流动。
3.根据技术方案1所述的电池系统，其中，所述第一主壁和第二主壁中的每一者是大致矩形的，每个主壁具有相应宽度和小于所述相应宽度的相应高度，其中所述纵向凸起具有沿着所述相应高度延伸的长度。
4.根据技术方案1所述的电池系统，还包括可操作地设置在外壳内部内的阳极组件、阴极组件和电解质。
5.根据技术方案1所述的电池系统，其中，所述纵向凸起在其内侧限定导管，其中所述导管被配置成用于允许气体副产物流过其中。
6.根据技术方案2所述的电池系统，进一步包括：
可操作地设置在外壳的内部内的阳极组件、阴极组件和电解质，其中，所述第一电极和第二电极分别与所述阳极组件和阴极组件电连接；
气体处理器，其可操作地与所述歧管连接，用于接收和/或过滤来自所述外壳内部的气体副产物，其中，所述歧管可操作地与所述外壳连接；以及
再填充端口，其可操作地与所述歧管连接，用于从外壳内部排出电解质，并用于将电解质引入所述外壳内部中，其中所述再填充端口被配置成用于可紧固延伸穿过所述壳体的壳体壁，其中，所述壳体被配置成用于容纳所述外壳、所述歧管和所述气体处理器。
7.根据技术方案6所述的电池系统，进一步包括：
可操作地连接所述歧管和所述气体处理器的第一导管；
第一阀，其设置在所述第一导管中，并被配置成打开和关闭通过所述第一导管的流动；
第二导管，其可操作地连接所述歧管和所述再填充端口；和
第二阀，其设置在所述第二导管中，并被配置成打开和关闭通过所述第二导管的流动。
8.根据技术方案6所述的电池系统，进一步包括：
保护罩，所述保护罩具有包围并在其内限定增压室的环绕壁、由围绕开口的唇缘限定的环绕壁中的开口、以及各自限定在所述环绕壁中的气体端口和液体端口，其中，所述气体端口与所述增压室流体连通，并且其中，所述液体端口具有内部连接器部分，所述内部连接器部分设置在所述增压室内且被配置成当所述保护罩被放置在所述再填充端口上且所述唇缘与壳体壁的外表面密封接合时与再填充端口联接；
第一泵，其可操作地与所述气体端口连接，并被配置成向所述气体端口施加吸力；和
第二泵，其可操作地与所述液体端口连接，并被配置成向所述液体端口施加吸力。
9.根据技术方案8所述的电池系统，进一步包括：
可操作地连接所述气体端口和所述第一泵的第三导管；和
可操作地连接所述液体端口和所述第二泵的第四导管。
10.根据技术方案8所述的电池系统，进一步包括：
气体副产物罐，其被配置成经由可操作地连接所述第一泵和所述气体副产物罐的第五导管从所述第一泵接收气体副产物；和
用过的电解质罐，其被配置成经由第六导管从所述第二泵接收电解质，所述第六导管可操作地连接所述第二泵和用过的电解质罐。
11.根据技术方案10所述的电池系统，进一步包括：
新鲜电解质罐，其被配置成用于向所述液体端口供应电解质；
其中，所述第二泵可操作地与所述液体端口和/或所述新鲜电解质罐连接，并且还被配置成使得来自所述新鲜电解质罐的电解质被泵送到所述液体端口。
12.根据技术方案10所述的电池系统，进一步包括：
新鲜电解质罐，其被配置成用于向所述液体端口供应电解质；和
第三泵，其可操作地与所述液体端口和/或所述新鲜电解质罐连接，并且被配置成使得来自所述新鲜电解质罐的电解质被泵送到所述液体端口。
13.根据技术方案10所述的电池系统，进一步包括：
收集器/测试器，其被配置成用于接收和/或测试来自外壳的电解质样本，其中，所述收集器/测试器可操作地与所述液体端口、所述第四导管、所述第六导管和所述第二泵中的至少一者连接。
14.一种用于机动车辆的电池组处理系统，所述机动车辆具有外部车身面板并承载电池组，所述系统包括：
气体处理器，其被配置成用于从所述电池组接收气体副产物；
第一导管，被配置成用于将气体副产物从所述电池组输送到所述气体处理器；
再填充端口，其被配置成用于可紧固地延伸穿过所述外部车身面板，并用于与所述电池组连接，其中，所述再填充端口被配置成用于从所述电池组排出电解质并用于将电解质引入所述电池组中；和
第二导管，其被配置成用于在所述电池组和所述再填充端口之间输送电解质。
15.根据技术方案14所述的电池组处理系统，其中，所述气体处理器被配置成设置在所述电池组上方。
16.根据技术方案14所述的电池组处理系统，其中，所述气体处理器还被配置成用于过滤从所述电池组接收的气体副产物。
17.一种用于服务机动车辆上承载的电池组的电解质排出和再填充站，所述机动车辆具有可操作地与电池组连接并延伸穿过外部车身面板的再填充端口，包括：
保护罩，所述保护罩具有包围并在其内限定增压室的环绕壁、由围绕开口的唇缘限定的环绕壁中的开口、以及各自限定在所述环绕壁中的气体端口和液体端口，其中，所述气体端口与所述增压室流体连通，并且其中，所述液体端口具有内部连接器部分，所述内部连接器部分设置在所述增压室内且被配置成当所述保护罩被放置在再填充端口上且唇缘与所述外部车身面板密封接合时与所述再填充端口联接；
第一泵，其可操作地与所述气体端口连接，并被配置成用于向所述气体端口施加吸力；
第二泵，其可操作地与所述液体端口连接，并被配置成用于向所述液体端口施加吸力和/或压力；
气体副产物罐，其可操作地与所述第一泵的第一出口连接，并被配置成用于经由所述再填充端口和所述第一泵从所述电池组接收气体副产物；
用过的电解质罐，其可操作地与所述第二泵的第二出口连接，并被配置成用于经由所述再填充端口和所述第二泵从所述电池组接收电解质；和
新鲜电解质罐，其被配置成向所述液体端口供应电解质。
18.根据技术方案17所述的电解质排出和再填充站，
其中，所述第二泵可操作地与所述液体端口和/或所述新鲜电解质罐连接，并且还被配置成使得来自所述新鲜电解质罐的电解质被泵送到所述液体端口。
19.根据技术方案17所述的电解质排出和再填充站，进一步包括：
第三泵，其可操作地与所述液体端口和/或所述新鲜电解质罐连接，并且被配置成使得来自所述新鲜电解质罐的电解质被泵送到所述液体端口。
20.根据技术方案17所述的电解质排出和再填充站，进一步包括：
收集器/测试器，被配置用于接收和/或测试来自电池组的电解质样本，其中收集器/测试器可操作地与液体端口、第四导管、第六导管和第二泵中的至少一者连接。
当结合附图时，本教导的上述特征和优点以及其他特征和优点从下面对用于执行本教导的一些最佳模式和其他实施例的详细描述中变得显而易见，如所附权利要求中所定义的。
附图说明
图1是电池系统的一种配置的示意性透视图。
图2是电池系统的另一配置的示意性前视图。
图3是图2的电池系统的示意性俯视图。
图4是如沿线4-4观察的图2的电池系统的示意性横截面俯视图。
图5-6是如分别沿线5-5和6-6观察的图2-3的电池系统的示意性横截面侧视图。
图7是图2-3的电池系统的示意性侧视图。
图8是电池系统的又一配置的示意性前视图。
图9是图8的电池系统的第一和第二周界的示意性透视图。
图10是包括歧管的电池系统的示意性透视图。
图11是图10的歧管的示意性横截面侧视图。
图12是用于机动车辆的电池组处理系统的示意图。
图13是样本收集器和/或测试器以及电解质排出和再填充站内的可能的连接点的框图。
图14-17分别是电解质排出和再填充站的第一至第四配置的示意图。
图18是用于电解质排出和再填充站中的保护罩的示意性横截面侧视图。
图19是用于机动车辆的电池系统、电池组处理系统和电解质排出和再填充站的示意图。
图20-21是电池系统的替代配置的示意性前视图。
具体实施方式
现在参考附图，其中在几个视图中相同的数字指示相同的部分，本文示出并描述了电池系统20、用于机动车辆10的电池组处理系统100以及用于服务机动车辆10上承载的电池组20的电解质排出和再填充站200。注意，如本文所使用的，“电池系统”和“电池组”，包括其单个或多个单元，有时可以互换使用。还要注意，附图中的某些附图标记具有下标，诸如图1-4、7-8和10的纵向凸起42FH和42PH。附图和本说明书中使用下标来指代各个元件和/或特定类型的元件，而没有下标的附图标记的使用可以指代这种元件的共同的组和/或这种元件的单一但通用的一个。因此，附图标记42FH指代特定的单个凸起或特定类型的凸起，而附图标记42（没有下标）可以指代所有的凸起、一组凸起或单一但通用的凸起（即任何凸起）。
图1示出了电池系统20的一种配置的示意性透视图，并且图2示出了电池系统20的另一种配置的示意性前视图。注意，这里示出的配置的特征在于纵向凸起42的两种不同布置，如下面更详细描述的。另外，图3示出了图2的电池系统20的示意性俯视图，图4示出了沿线4-4观察的图2的电池系统20的示意性横截面俯视图，图5-6分别示出了沿线5-5和6-6观察的图2-3的电池系统20的示意性横截面侧视图，以及图7示出了图2-3的电池系统20的示意性侧视图。此外，图8示出了电池系统20的又一配置的示意性前视图，并且图9示出了图8的电池系统20的第一和第二周界30、32的示意性透视图。
根据所示的配置，电池系统20包括大致棱柱形的外壳22，外壳22具有第一主壁24和相对的第二主壁26，第一主壁和第二主壁24、26具有相应的第一和第二周界30、32。周界壁28在第一主壁和第二主壁24、26之间延伸，并沿着和围绕第一和第二周界30、32的整个范围连接第一主壁和第二主壁24、26。（即，第一主壁24沿着第一周界30连接到周界壁28，且第二主壁26沿着第二周界32连接到周界壁28。）例如，外壳22可以具有矩形棱柱的形状，其中第一主壁和第二主壁24、26是大致平坦的并且彼此平行，每个主壁具有彼此相同的尺寸和相同的大致矩形形状。在这种布置中，第一和第二周界30、32通常将具有彼此相同的矩形形状和尺寸，并且周界壁28将第一主壁和第二主壁24、26在它们相应的第一和第二周界30、32处连接在一起，从而形成封闭的容器（即外壳22）。在这种矩形棱柱配置中，第一主壁和第二主壁24、26可以分别看作前表面和后表面23、25，并且周界壁28可以看作四个连续的周向壁或表面，诸如相对的顶表面和底表面27、29以及相对的左表面和右表面31、33。在替代布置中，第一主壁和第二主壁24、26可以是圆形、椭圆形或成形为具有倒圆拐角的矩形。在任何情况下，周界30、32限定围绕外壳22的周向方向；因此，可以说周界壁28围绕外壳22周向延伸。（注意，如本文所使用的，取决于上下文，词语“大约”的方向性使用可以表示“沿着”、“沿着……的长度”、“与……共同延伸”、“围绕”和/或“沿与……相同的主方向定向”。）。
内部34由第一主壁和第二主壁24、26以及周界壁28限定并位于其内，其中外壳22被配置成包含或容纳可操作地设置在内部34内的阳极组件36、阴极组件38和电解质40。中间层37（例如，聚合物分隔件）可以任选地设置在阳极和阴极组件36、38之间，其中电解质40渗透阳极和阴极组件36、38以及任选的中间层37。
一个或多个纵向凸起或突起42形成在周界壁28中并沿着周界壁28，使得每个凸起42从内部34向外延伸或突出，并沿着第一和第二周界壁30、32的相对的相邻部分44、46并在它们之间延伸。这些凸起42被描述为“纵向的”，因为每一个凸起围绕周界30、32和周界壁28沿一定长度周向地延伸，从而给予每一个凸起42具有长度远大于其厚度的细长线性形状。纵向凸起42可以在凸起42的内侧56上限定导管或通道54，其中导管54被配置成用于允许气体副产物58从中流过，如下文进一步描述的。
虽然纵向凸起42可以呈现各种形状和配置，但是在附图中图示了几个示例性配置。例如，图1和10示出了“全高”纵向凸起42FH，其长度L42FH沿着外壳22的整个高度延伸，使得每个纵向凸起42FH的每一端终止于与相邻的顶表面或底表面27、29齐平的相应端面43。替代地，图2-7示出了“部分高度”纵向凸起42PH，其长度L42PH沿外壳22的大部分高度延伸，但不沿其整个高度延伸，每个纵向凸起42PH的每一端逐渐变细，以与周界壁28的周围平坦表面齐平。（注意，附图标记42在本文可以用来指代全高和部分高度纵向凸起42FH、42PH中的任一者或两者，并且附图标记L42可以用来指代全高和部分高度纵向凸起42FH、42PH的相应长度L42FH、L42PF中的任一者或两者。）在一些配置中，第一主壁和第二主壁24、26中的每一者可以大致是矩形的，其中每一个壁24、26具有相应宽度W24、W26和小于相应宽度W24、W26的相应高度H24、H26（即，H24 < W24和H26 < W26），其中，所述一个或多个纵向凸起42中的每一者具有相应长度L42，该长度L42沿着相应高度H24、H26中的一者或两者延伸（即，沿与其相同的方向）。
图8示出了电池系统20的又一配置的示意性前视图，该电池系统20是图1和10所示配置和图2-7所示的另一配置的“混合”，并且图9示出了该混合配置的第一和第二周界30、32的示意性透视图。更具体地，图8的混合配置在其左侧上具有部分高度纵向凸起42PH，并且在其右侧上具有全高纵向凸起42FH，其中图9示出了该配置的壁24、26和凸起42的各种尺寸。注意，第一周界30（以虚线示出）具有宽度为W24且高度为H24的矩形形状，并且第二周界32（以虚线示出并且在第一周界30后面）具有与第一周界30相同的矩形尺寸和形状、宽度为W26且高度为H26。由于两个周界30、32具有相同的尺寸和矩形形状，因此W24 = W26，H24 = H26。
图20和21示出了电池系统20的两种替代配置的示意性前视图。在这两种配置中，外壳22具有大致矩形的棱柱形状，其中周界壁28具有四个“拐角”（由顶部、底部、左表面和右表面27、29、31、33的会合形成），并且纵向凸起42围绕两个下拐角延伸或环绕。例如，在图20中，纵向凸起42沿着左表面31和右表面33的一部分并沿着整个底表面29连续延伸，在左表面31和右表面33的每一者上具有“部分高度环绕”凸起42PHW，并且在底表面29上具有“全宽环绕”凸起42FWW。并且在图21中，纵向凸起42沿着左表面31和右表面33的整体并沿着整个底表面29的整体连续延伸，其中在左表面31和右表面33的每一者上具有“全高环绕”凸起42FHW，并且在底表面29上具有“全宽环绕”凸起42FWW。这些配置中的每一者都可以被视为具有在两个下拐角会合的三个单独的纵向凸起42，或者环绕两个下拐角的一个连续凸起42。尽管图中未示出，但是一个或多个纵向凸起42也可以形成在顶表面27中。
如图8-9的右侧所示，混合配置右侧上的全高纵向凸起42FH沿着相应的第一和第二右侧部分44R、46R并在它们之间延伸（并与其共同延伸）。注意，附图标记H44RF表示第一周界30的第一右侧部分44R的高度，其可以被视为在外壳22的右前侧上，并且其沿着第一（前）主壁24的整个高度H24延伸。类似地，附图标记H46RB表示第二周界32的第二右侧部分46R的高度，其可以被视为在外壳22的右后侧上，并且其沿着第二（后/背）主壁26的全高H26延伸。这里，H44RF = H46RB，其中，这些高度H44RF、H46RB中的每一者也与外壳22右侧上的全高凸起42FH的长度L42FH相同，其中凸起42FH沿着两个壁24、26的全高H24、H26延伸。
另一方面，混合配置左侧上的部分高度纵向凸起42PH沿着第一和第二周界30、32的相应的第一和第二左侧部分44L、46L并在它们之间延伸（并与其共同延伸），如图8-9的左侧所示。注意，附图标记H44LF表示第一周界30的第一左侧部分44L的高度，其可以被视为在外壳22的左前侧上，并且其沿着第一（前）主壁24的整个高度H24的一部分（即，小于）延伸。类似地，附图标记H46LB表示第二周界32的第二左侧部分46L的高度，其可以被视为在外壳22的左后侧上，并且沿着第二（后/背）主壁26的全高H26的一部分（即，小于）延伸。这里，H44LF =H46LB，这些高度H44LF、H46LB中的每一者也与外壳22左侧上的部分高度凸起42PH的长度L42PH相同，其中凸起42PH沿着两个壁24、26的全高度H24、H26的一部分（即，小于）延伸。
注意，虽然图8-9的混合配置在左侧上示出了部分高度纵向凸起42PH，并且在右侧示出了全高纵向凸起42FH，但是这些凸起42PH、42FH的位置可以颠倒。此外，部分高度纵向凸起42PH的一端可以与外壳22的顶表面或底表面27、29齐平。此外，虽然附图在左侧和右侧或表面31、33的每一者上示出了一个纵向凸起42，但是在一侧或另一侧或两侧或表面31、33上可以有两个或更多个纵向凸起42。在外壳22和电池系统20的每种配置或布置中，每个纵向凸起42沿着第一主壁和第二主壁24、26的第一和第二周界30、32的相对的相邻部分44、46并在它们之间延伸（并与其共同延伸）。
壁端口48被限定在周界壁28中并延伸穿过周界壁28、与外壳22的内部34流体连通。例如，如图所示，壁端口48可以形成在顶表面27中，并且任选地可以比一侧更靠近另一侧（例如，左表面31）。壁端口48被配置成允许液体电解质40（诸如电解质40流）从其流过、流入内部34中以用于填充外壳22，且允许电解质40流出内部34以用于部分或完全排出或排空外壳22。壁端口48也可以设置成与一个或多个纵向凸起42的相应导管或通道54流体连通，使得导管54允许气体副产物58从其流过。也就是说，由阳极/阴极组件36、38产生的气体副产物58可以沿着导管54并通过壁端口48排气，并且因此排出外壳22。在一些配置中，可以沿着内部34的顶部在阳极/阴极组件36、38上方提供空隙57，使得空隙57在外壳22右侧上的一个或多个纵向凸起42和外壳22左侧上的一个或多个纵向凸起42之间提供流体路径（即，流体连通）。这样，气体副产物58可以沿着外壳22左侧和右侧两者上的纵向凸起42输送，并且然后通过壁端口48输送并从外壳22输送出来。
除了壁端口48之外，第一电极和第二电极50、52也延伸穿过周界壁28，其中第一电极50被配置成用于与可操作地设置在内部34内的阳极组件36电连接，且第二电极52被配置成用于与也可操作地设置在内部34内的阴极组件38电连接。如图6所示，第一电极50的第一部分51可以延伸到内部34中并与阳极组件36电连接，并且第二电极52的第二部分53可以延伸到内部34中并与阴极组件38电连接。电池组件20还可以包括可操作地设置在外壳22的内部34内的前述阳极组件36、阴极组件38和电解质40，以及夹在阳极组件36和阴极组件38之间的任选中间层37。如上所述，阳极和阴极组件36、38以及任选的中间层37可以被配置和布置成以便被液体电解质40渗透。阳极和阴极组件36、38以及任选的中间层37可以在内部34内相对于彼此堆叠、卷起或以其他方式设置。
如图10-11所示，电池系统20可以进一步包括歧管60，该歧管60被配置成用于与多个外壳22连接，从而形成多单元电池组20（其中每个外壳22包括单个电池单元）。歧管60具有主体61和多个配件64，主体61在其中具有内部通道62，每个配件64与内部通道62流体连通。配件64可以被配置成用于与多个外壳22的壁端口48密封地联接，以允许电解质40在歧管60的内部通道62和外壳22的内部34之间的流动。配件64和内部通道62还可以被配置成用于将气体副产物58从配件64（即，从附接到配件64的每个外壳22）输送到联接器65，该联接器65与内部通道62流体连通，并且被配置成用于与第一导管D1密封地对接（下面将进一步详细讨论）。注意，如本文所使用的，“管道”可以包括管、管件、导管或用于输送诸如气体或液体的流体的其他通常封闭的通路。
图12示出了电池系统20的示意图，该电池系统20还包括与歧管60可操作地连接的气体处理器66，用于从与歧管60可操作地连接的每个外壳22的内部34接收和/或过滤气体副产物58。气体处理器66可以经由第一导管D1与歧管60的联接器65可操作地连接，使得气体处理器66可以由于气体副产物58建立的压力而经由第一导管D1“被动地”接收气体副产物58，和/或使得气体处理器66可以通过生成将气体副产物58吸入到气体处理器66中的吸力经由第一导管D1 “主动地”接收气体副产物58。气体处理器66可以被配置成存储气体副产物58，和/或它可以被配置成沿着气体副产物58传递到容器或其他装置。电池系统20还可以包括可操作地与歧管60连接的再填充端口68，用于从外壳22的内部34排出电解质40（即，用于从外壳22完全或部分排空用过的电解质40），以及用于将电解质40引入外壳22的内部34中（即，用于用新鲜电解质40完全或部分填充外壳22）。再填充端口68可被配置成用于可紧固地延伸穿过壳体14的壳体壁12（例如穿过机动车辆10的外部车身面板12，或者穿过建筑物14的外壁12），其中壳体14被配置成用于将外壳22、歧管60和气体处理器66容纳在壳体14内。再填充端口68可包括内管状部分68IT和外管状部分68OT，它们可通过内凸缘68IF和外凸缘68OF抵靠壳体壁12的内表面16和外表面18保持就位，内凸缘68IF和外凸缘68OF具有穿过再填充端口68限定的通道69，用于通过其输送电解质40和/或气体副产物58。再填充端口68还可以包括用于关闭和打开通道69和再填充端口68的罩或其他装置（未示出），使得当通道69打开时，流体可以通过其中，而当通道关闭时，阻止流体通过。（注意，如本文所用，“流体”可以是液体、气体或其组合。）。
电池系统20还可以包括可操作地连接歧管60和气体处理器66的第一导管D1、设置在第一导管D1中并被配置成打开和关闭通过第一导管D1的气体副产物流58的第一阀V1、可操作地连接歧管60和再填充端口68的第二导管D2、以及设置在第二导管D2中并被配置成打开和关闭通过第二导管D2的电解质40和/或气体副产物58的流动的第二阀V2。
图14-17分别示出了可以结合到电池系统20中的附加元件的第一、第二、第三和第四布置的示意图。这些附加元件可被视为包括电解质排出和再填充站200，该电解质排出和再填充站200可被添加到电池系统20，与电池系统20一起使用，和/或作为电池系统20的一部分包括在内，如下文进一步描述的。为了帮助理解这四种布置，下面提供了表1，其示出了第三、第四、第五和第六阀V3、V4、V5、V6中的阀状态（即，每个阀是否是打开或是关闭），以及每个配置是否被设置成排出液体电解质40的外壳22或者用液体电解质40填充外壳22。
表1
图14-17的处于四种配置中的阀状态
Figure 861874DEST_PATH_IMAGE001
。
如图14-17所示，电池系统20可以进一步包括保护罩70、第一泵86和第二泵88。保护罩70（在图18的示意性截面图中示出）可以具有包围并在其内限定增压室或腔室74的环绕壁72、由围绕开口76的唇缘78限定的环绕壁72中的开口76、以及各自限定在环绕壁72中的气体端口80和液体端口82。例如，环绕壁72可以由对液体电解质40具有化学抗性的柔性弹性体材料制成，并且可以任选地以波纹管状的形状配置。气体端口80和液体端口82可各自可密封地延伸穿过环绕壁72，其中一个或多个任选的加强构件85设置在环绕壁72的一侧或两侧上，以便将端口80、82保持就位，密封端口80、82以防止端口80、82周围的气体或液体泄漏，并加强端口80、82以供重复使用。气体端口80可以设置成与增压室74流体连通，用于通过气体端口80输送气体，并且液体端口82可以配置成用于通过液体端口82输送液体和气体。液体端口82可包括内部连接器部分84，内部连接器部分84设置在增压室74内并且被配置成与再填充端口68（诸如与再填充端口68的外部管状部分68OT）联接。这种配置可以包括在内部连接器部分84和再填充端口68上使用配合和互锁特征，诸如螺纹、快速连接配件等。
保护罩70可以被配置成放置在再填充端口68上，其中内部连接器部分84与再填充端口68连接，并且唇缘78与壳体壁12的外表面18密封接合。随着内部连接器部分84和保护罩70因此被定位，并且随着再填充端口68打开，液体电解质40和气体副产物58可以通过歧管60、第一和第二导管D1、D2和再填充端口68从外壳22中被抽吸，并且通过液体口82被吸出。此外，由于在唇缘78抵靠壳体壁12的外表面18放置的情况下保护罩70的环绕壁72覆盖再填充端口68，所以增压室74应该能够捕获任何杂散气体副产物58，杂散气体副产物58可能由于内部连接器部分84和再填充端口68之间的不良联接而无意中泄漏，并且气体端口80可用于输送走任何这种泄漏的气体副产物58。
第一泵86可操作地与气体端口80连接，并被配置成用于向气体端口80施加吸力，而第二泵88可操作地与液体端口82连接，并被配置成向液体端口82施加吸力。电池系统20还可以包括可操作地连接气体端口80和第一泵86的入口86I的第三导管D3，以及可操作地连接液体端口82和第二泵88的入口88I的第四导管D4。注意，在图14-17的所有四种配置中，第一泵86的流动路径或流动方向被示为在从入口86I到出口86O的虚线箭头方向上的单向流动。然而，在图14和16-17的第一、第三和第四配置中，第二泵88的流动方向被示为从第二泵的入口88I及其出口88O沿虚线箭头指示的方向的一个方向（单向），而在图15的第二配置中，流动方向被示为两个方（双向），这意味着第二泵88可以选择性地在两个方向中的任一个上泵送（即，从第一入口/出口881到第二入口/出口882，或者反之亦然）。这种单向或双向特性反映在表1的顶行中。
电池系统20还可以包括气体副产物罐90以及用过的电解质罐92，气体副产物罐90被配置成经由第五导管D5从第一泵86接收气体副产物58，第五导管D5可操作地连接第一泵86的出口86O和气体副产物罐90，用过的电解质罐92被配置成经由第六导管D6从第二泵88接收用过的电解质40，第六导管D6可操作地连接第二泵88的出口88O和用过的电解质罐92。如图14-15的第一和第二配置所示，第六导管D6可以任选地在其中具有第四阀V4。
电池系统20还可以包括新鲜电解质罐94，其被配置成向液体端口82供应新鲜的（未使用过的）电解质40。可以通过使用如图14-15的第一和第二配置中所示的第二泵88，或者通过使用如图16-17的第三和第四配置中所示的第三泵96，将来自新鲜电解质罐94的电解质40供应到液体端口82。
在图14-15的第一和第二配置中，第二泵88可操作地与液体端口82和/或新鲜电解质罐94连接，并且进一步被配置成使得电解质40从新鲜电解质罐94被泵送到液体端口82。例如，在图14的第一配置中，第二泵88能够单向流动，其中第二泵88的入口88I经由第四导管D4可操作地与流体端口82连接，并且第二泵88的出口88O可操作地与第六导管D6连接。通过选择性地打开和关闭导管中的某些阀（如下所述），第二泵88可用于从外壳22排出用过的电解质40并使用过的电解质40进入用过的电解质罐92，以及用于将新鲜电解质40从新鲜电解质罐94输送到外壳22。在图14的该第一配置中，第七导管D7在第二接合部J2处将新鲜电解质罐94与第四导管D4可操作地连接，并且第八导管D8将在第一接合部J1处的第六导管D6可操作地与第三接合部J3处的第四导管D4连接，其中第三阀V3设置在第二和第三接合部J2、J3之间并且第四阀V4设置在第一接合部J1和用过的电解质罐92之间。第五阀V5可以设置在第二接合部J2和新鲜电解质罐94之间的第七导管D7中，并且第六阀V6可以设置在第八导管D8中（即，在第一和第三接合部J1、J3之间）。
如表1所示，当第一配置被置于“排出”模式时，第三和第四阀V3、V4打开，并且第五和第六阀V5、V6关闭。这种布置允许用过的电解质40通过第四导管D4并被抽吸第二泵88中，并且然后通过第六导管D6被泵送到用过的电解质罐92中，同时关闭的第五阀V5防止用过的电解质40流入新鲜电解质罐94中，且关闭的第六阀V6防止用过的电解质40通过第八导管D8回流。然后，当第一个配置被置于“填充”模式时，阀的设置与排出模式的阀的设置颠倒。也就是说，在填充模式下，第三和第四阀V3、V4关闭，并且第五和第六阀V5、V6打开。这种填充模式布置允许新鲜电解质40通过第七导管D7被抽吸到第二接合部J2并被抽吸到第二泵88（经由第四导管D4在第二接合部J2和第二泵的入口88I之间的部分）中，并且然后新鲜电解质40可以通过第六导管D6被泵送直到第一接合部J1，然后通过第八导管D8，并且然后通过第四导管D4在第三接合部J3和液体端口82之间的部分。
另一方面，在图15的第二配置中，第二泵88能够双向流动（即，在两个方向中的任一方向上流动）。在这种配置中，第二泵88具有两个端口，取决于所选择的流动方向，每个端口可以是入口或出口。这两个端口中的一个可以称为第一入口/出口881，并且另一个端口可以称为第二入口/出口882。第一入口/出口881经由第四导管D4可操作地与流体端口82连接，并且第二入口/出口882经由第六导管D6可操作地与用过的电解质罐92连接。而在图14的第一配置中，第七导管D7在第二接合部J2处将新鲜电解质罐94连接到第四导管D4，在图15的当前第二配置中，第七导管D7在第一接合部J1将新鲜电解质罐94连接到第六导管D6。类似于第一配置，在本第二配置中，第四阀V4可以设置在第一接合部J1和用过的电解质罐92之间的第六导管D6中，并且第五阀V5可以设置在第七导管D7中。如表1所示，当第二配置处于排出模式时，第四阀V4打开，且第五阀V5关闭。（注意，第二配置确实利用了第三或第六阀V3、V6。）在这种排出模式布置中，用过的电解质40可以经由第四导管D4从液体端口82被抽吸到第二泵88的第一入口/出口881中，然后用过的电解质40经由第六导管D6被泵送到用过的电解质罐92中。在第五阀V5关闭的情况下，防止用过的电解质40经由第七导管D7输送到新鲜电解质罐94中。然后，随着阀状态切换到填充模式布置，第二泵88的流动方向可以颠倒，使得新鲜电解质40可以经由第七导管D7从新鲜电解质罐94被吸上来并进入第二入口/出口882中，并且然后新鲜电解质40可以经由第四导管D4从第一入口/出口881被泵送到液体端口82。
替代地，在图16-17的第三和第四配置中，电池系统20包括第三泵96，该第三泵96可操作地与液体端口82和/或新鲜电解质罐94连接，并且被配置成使得来自新鲜电解质罐94的电解质40被泵送到液体端口82。在第三和第四配置两者中，第三泵96能够在由虚线箭头指示的方向上从第三泵96的入口96I到出口96O单向流动。例如，在图16的第三配置中，流体97（例如，空气）可以被吸入到入口96I中，并且从泵出口96O经由第十导管D10被泵送到新鲜电解质罐94上的入口。如果新鲜电解质罐94被适当密封，则加压泵送流体97进入罐94中可导致新鲜电解质40被挤出罐94的出口，并进入第七导管D7中。根据表1，当第三配置的阀被置于排出模式布置时，第三阀V3将打开，并且第五阀V5将关闭。（注意，第三配置不包括第四和第六阀V4、V6。）这种布置允许用过的电解质40从液体端口82经由第四导管D4输送到第二泵88，并且然后经由第六导管D6输送到用过的电解质罐92。在第三配置的这种排出模式中，第二泵88正在操作，但是第三泵96没有操作。同时，在第五阀V5关闭的情况下，防止用过的电解质40经由第七导管D7进入新鲜电解质罐94。然后，当第三配置被置于填充模式时，第三阀V3关闭，第五阀V5打开，第二泵88可以关闭，并且第三泵96可以打开。这种布置允许新鲜电解质40从新鲜电解质罐94输送到第四接合部J4，并且然后输送到液体端口82，同时防止新鲜电解质40流过关闭的第三阀V3。
并且在图17的第四配置中，第三泵96的入口96I可以经由第十一导管D11可操作地与新鲜电解质罐94连接，而第三泵96的出口96O可以经由第七导管D7在第四接合部J4处可操作地与第四导管D4连接。如在第三配置中，第三阀V3可以在第四接合部J4和第二泵88的入口88I之间设置在第四导管D4中，并且第五阀V5可以设置在第七导管D7中。如表1所示，当第四配置处于排出模式时，第三阀V3打开，并且第五阀V5关闭。（注意，与第三配置一样，第四配置不包括第四和第六阀V4、V6。）在排出模式布置中，用过的电解质40可以经由第四导管D4从液体端口82被抽吸到第二泵的入口88I，并且然后可以经由第六导管D6被输送到用过的电解质罐92。然后，在填充模式布置中，第三阀V3关闭，并且第五阀V5打开。这种布置允许新鲜电解质40从新鲜电解质罐94经由第十一导管D11被抽吸到第三泵96的入口96I，并且然后通过第七导管D7被输送到第四接合部J4，且然后经由第四导管D4被输送到液体端口82，同时防止新鲜电解质40流过关闭的第三阀V3。
任选地，气体/液体分离器99可以设置在第五导管D5中，其可以被配置成从气体副产物58中分离出任何电解质40或其他液体。例如，气体/液体分离器99可以包括或包含蒸发器或冷却器。任选的气体/液体分离器99具有两个出口：一个出口直接或间接附接到气体副产物罐90，用于输送气体副产物58，并且另一个出口用于输送任何电解质40或其他液体，并且可以与任选的第九导管D9（在括号中示出并作为虚线）连接，第九导管D9与第六导管D6连接。尽管在图14-17中没有明确示出，但是电池系统20可以另外包括样本收集器和/或测试器98，其被配置成用于从外壳22接收和/或测试电解质40的样本。如图13所示，收集器/测试器98可操作地与液体端口82、第四导管D4、第六导管D6和第二泵88中的至少一者连接。收集器/测试器98可用于收集和/或测试用过的电解质40的样本，以确定其初始氟代碳酸乙烯酯/乙基甲基碳酸酯（FEC/EMC）摩尔比，该摩尔比可用于取决于新鲜电解质40的浓度来确定应当添加的新鲜电解质40的量。收集器/测试器98可以被配置成接收和存储用过的电解质40的样本，该样本可以通过核磁共振（NMR）测试器或其他设备（例如，在单独的测试实验室中）进行测试，以确定电解质40的采集样本的FEC/EMC摩尔比；或者，收集器/测试器98也可以包含或包括原位NMR测试器或用于评估电解质40的采集样本的其他设备。
再次回到图12，并且另外参考图19，本公开的另一实施例包括用于机动车辆10的电池组处理系统100，其中机动车辆10具有作为其外部14的一部分的壳体壁或外部车身面板12，并且承载车载电池组/电池系统20。电池组处理系统100包括：气体处理器66，其被配置成用于从电池组20（例如，从与一个或多个外壳22可操作地连接的歧管60）接收气体副产物58；第一导管D1，其被配置成用于将气体副产物58从电池组20输送到气体处理器66；再填充端口68，其被配置成可紧固地延伸穿过外部车身面板12并用于与电池组20连接（其中再填充端口68被配置成用于从电池组20排出用过的电解质40并将新鲜电解质40引入电池组20中）；以及第二导管D2，其被配置成用于在电池组20和再填充端口68之间输送电解质40。气体处理器66可以被配置成设置在电池组20上方（因为气体副产物58可以比空气更轻），并且气体处理器66可以进一步被配置成用于过滤从电池组20接收的气体副产物58。第一阀V1可以设置在第一导管D1中，并被配置成打开和关闭通过第一导管D1的气体副产物58的流动，并且第二阀V2可以设置在第二导管D2中，并被配置成打开和关闭通过第二导管D2的电解质40和/或气体副产物58的流动。
回到图14-17，分别示出了根据本公开的又一实施例的第一至第四配置。每种配置都具有电解质排出和再填充站200，用于服务机动车辆10上承载的电池组20，其中机动车辆10具有可操作地与电池组20连接并延伸穿过车辆10的外部车身面板12的再填充端口68。每个配置包括：（i）具有环绕壁72的保护罩70，环绕壁72围绕并在其内限定增压室74，环绕壁72中的开口76，该开口由围绕开口76的唇缘78限定，以及各自限定在环绕壁72中的气体端口80和液体端口82，其中气体端口80与增压室74流体连通，并且其中液体端口82具有内部连接器部分84，该内部连接器部分84设置在增压室74内，并且被配置成用于当保护罩70被放置在再填充端口68上并且唇缘78与外部车身面板12密封接合时与再填充端口68联接；（ii）第一泵86，其可操作地与气体端口80连接，并被配置成向气体端口80施加吸力；（iii）第二泵88，其可操作地与液体端口82连接，并被配置成向液体端口82施加吸力和/或压力；（iv）气体副产物罐90，其可操作地与第一泵86的第一出口86O连接，并被配置成经由再填充端口68和第一泵86从电池组20接收气体副产物58；（v）用过的电解质罐92，其可操作地与第二泵88的第二出口88O连接，并被配置成用于经由再填充端口68和第二泵88从电池组20接收电解质40；以及（vi）新鲜电解质罐94，其被配置成用于向液体端口82供应电解质40。
第二泵88可以可操作地与液体端口82和/或新鲜电解质罐94连接，并且可以进一步被配置成使得电解质40从新鲜电解质罐94被泵送到液体端口82。电解质排出和再填充站200还可以包括第三泵98，该第三泵98可操作地与液体端口82和/或新鲜电解质罐94连接，并且被配置成使得电解质40从新鲜电解质罐94被泵送到液体端口82。电解质排出和再填充站200可以进一步包括收集器/测试器98（例如，NMR测试器），其被配置成用于接收和/或测试来自电池组20的电解质40的样本，其中收集器/测试器98可操作地与液体端口82、第四导管D4、第六导管D6和第二泵88中的至少一者连接。
注意，虽然图19将电池系统20、电池组处理系统100和电解质排出和再填充站200示为三个独立的块，但是电池组处理系统100和/或电解质排出和再填充站200可以被包括作为电池系统20的一部分。还要注意，歧管60可以是电池组处理系统100的一部分，或者它可以是电池系统20的一部分。
上面的描述是说明性的，而不是限制性的。虽然本文描述的材料的尺寸和类型旨在说明性的，但是它们决不是限制性的，而是示例性的实施例。在以下权利要求中，术语“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”等的使用仅用作标签，并不旨在对其对象强加数字或位置要求。如本文所使用的，以单数形式叙述并以单词“一”或“一个”开头的元件或步骤应该理解为不排除多个这样的元件或步骤，除非明确陈述了这种排除。此外，短语“A和B中的至少一者”和短语“A和/或B”应分别理解为“仅A、仅B或A和B两者”。此外，除非陈述声明相反，否则“包括”或“具有”具有特定属性的一个元件或多个元件的实施例可以包括不具有该属性的附加的这种元件。并且当广义描述性副词如“基本上”和“一般”在本文中用于修饰形容词时，这些副词的意思是“大部分”、“在相当大程度上”和/或“在很大程度上”，而不一定表示“完美地”、“完全地”、“严格地”或“完全”。此外，术语“被可操作地连接”和“可操作地连接”在本文可以用来描述直接的或间接的、或者要么直接的要么间接的连接，视情况而定或者可以允许。
根据本公开，该书面描述使用包括最佳模式的示例，以使得本领域技术人员能够制造和使用装置、系统和物质组成，并执行方法。以下权利要求，包括等同物，限定了本公开的范围。

Claims (10)

1.一种电池系统，包括：
大致棱柱形的外壳，其具有：相对的第一主壁和第二主壁，所述第一主壁和第二主壁具有相应的第一和第二周界；沿着所述第一和第二周界连接所述第一主壁和第二主壁的周界壁；以及由所述第一主壁和第二主壁和所述周界壁限定的内部，其中，所述外壳被配置成用于容纳可操作地设置在所述内部内的阳极组件、阴极组件和电解质；
纵向凸起，其形成在所述周界壁中、从所述内部向外延伸，并沿着所述第一和第二周界的相对的相邻部分延伸；
限定在所述周界壁中、与所述内部流体连通的壁端口，其中，所述壁端口被配置成用于允许电解质通过其流入所述内部中和流出所述内部；并且
第一电极和第二电极，其各自延伸穿过所述周界壁，并被配置成分别与所述阳极组件和阴极组件电连接。
2.根据权利要求1所述的电池系统，进一步包括：
歧管，所述歧管在其中具有内部通道和多个配件，每个配件与所述内部通道流体连通，每个配件被配置成用于与所述壁端口联接，从而允许电解质在所述歧管的内部通道和所述外壳的内部之间流动。
3.根据权利要求1所述的电池系统，其中，所述第一主壁和第二主壁中的每一者是大致矩形的，每个主壁具有相应宽度和小于所述相应宽度的相应高度，其中所述纵向凸起具有沿着所述相应高度延伸的长度。
4.根据权利要求1所述的电池系统，还包括可操作地设置在外壳内部内的阳极组件、阴极组件和电解质。
5.根据权利要求1所述的电池系统，其中，所述纵向凸起在其内侧限定导管，其中所述导管被配置成用于允许气体副产物流过其中。
6.根据权利要求2所述的电池系统，进一步包括：
可操作地设置在外壳的内部内的阳极组件、阴极组件和电解质，其中，所述第一电极和第二电极分别与所述阳极组件和阴极组件电连接；
气体处理器，其可操作地与所述歧管连接，用于接收和/或过滤来自所述外壳内部的气体副产物，其中，所述歧管可操作地与所述外壳连接；以及
再填充端口，其可操作地与所述歧管连接，用于从外壳内部排出电解质，并用于将电解质引入所述外壳内部中，其中所述再填充端口被配置成用于可紧固延伸穿过所述壳体的壳体壁，其中，所述壳体被配置成用于容纳所述外壳、所述歧管和所述气体处理器。
7.根据权利要求6所述的电池系统，进一步包括：
可操作地连接所述歧管和所述气体处理器的第一导管；
第一阀，其设置在所述第一导管中，并被配置成打开和关闭通过所述第一导管的流动；
第二导管，其可操作地连接所述歧管和所述再填充端口；和
第二阀，其设置在所述第二导管中，并被配置成打开和关闭通过所述第二导管的流动。
8.根据权利要求6所述的电池系统，进一步包括：
保护罩，所述保护罩具有包围并在其内限定增压室的环绕壁、由围绕开口的唇缘限定的环绕壁中的开口、以及各自限定在所述环绕壁中的气体端口和液体端口，其中，所述气体端口与所述增压室流体连通，并且其中，所述液体端口具有内部连接器部分，所述内部连接器部分设置在所述增压室内且被配置成当所述保护罩被放置在所述再填充端口上且所述唇缘与壳体壁的外表面密封接合时与再填充端口联接；
第一泵，其可操作地与所述气体端口连接，并被配置成向所述气体端口施加吸力；和
第二泵，其可操作地与所述液体端口连接，并被配置成向所述液体端口施加吸力。
9.根据权利要求8所述的电池系统，进一步包括：
可操作地连接所述气体端口和所述第一泵的第三导管；和
可操作地连接所述液体端口和所述第二泵的第四导管。
10.根据权利要求8所述的电池系统，进一步包括：
气体副产物罐，其被配置成经由可操作地连接所述第一泵和所述气体副产物罐的第五导管从所述第一泵接收气体副产物；和
用过的电解质罐，其被配置成经由第六导管从所述第二泵接收电解质，所述第六导管可操作地连接所述第二泵和用过的电解质罐。
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Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2031218A (en) * 1978-10-09 1980-04-16 Chloride Group Ltd Filling batteries
JP2006210257A (ja) * 2005-01-31 2006-08-10 Gs Yuasa Corporation:Kk 蓄電池
DE102006021583B3 (de) * 2006-05-09 2007-11-22 Iq Power Licensing Ag Flüssigelektrolytbatterie mit dynamischer Durchmischung und Überhitzungsschutz
JP2011054420A (ja) * 2009-09-02 2011-03-17 Nissan Motor Co Ltd 電池モジュール、組電池、および電池モジュールの製造方法
US20120171537A1 (en) * 2010-02-12 2012-07-05 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Molten salt battery
CN102738534A (zh) * 2008-09-24 2012-10-17 三洋电机株式会社 电池系统
JP2014022073A (ja) * 2012-07-12 2014-02-03 Hitachi Vehicle Energy Ltd 角形二次電池の製造方法および装置
JP2015198029A (ja) * 2014-04-02 2015-11-09 株式会社Ｇｓユアサ 鉛蓄電池、蓄電システム
CN205303523U (zh) * 2015-12-29 2016-06-08 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池
CN205882113U (zh) * 2015-10-29 2017-01-11 现代摩比斯株式会社 电池模块组装体
JP2017216046A (ja) * 2016-05-30 2017-12-07 有限会社四国ソウビ バッテリー液補充器
KR20180038880A (ko) * 2016-10-07 2018-04-17 주식회사 엘지화학 2차 전지 및 그 2차 전지의 사이클 수명 특성 개선 방법
CN207624845U (zh) * 2017-11-30 2018-07-17 东莞市朗泰通实业有限公司 一种新型安全的镍氢电池
CN111261923A (zh) * 2018-11-30 2020-06-09 北京好风光储能技术有限公司 一种圆柱形电池组系统及其安全运行、回收方法
US20200321663A1 (en) * 2017-04-07 2020-10-08 Beijing Hawaga Power Storage Technology Company Ltd. Lithium slurry battery system
CN111937203A (zh) * 2017-12-19 2020-11-13 寰宇能源公司 液流电池系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017152836A1 (zh) * 2016-03-08 2017-09-14 北京好风光储能技术有限公司 一种锂浆料电池电芯及模块

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2031218A (en) * 1978-10-09 1980-04-16 Chloride Group Ltd Filling batteries
JP2006210257A (ja) * 2005-01-31 2006-08-10 Gs Yuasa Corporation:Kk 蓄電池
DE102006021583B3 (de) * 2006-05-09 2007-11-22 Iq Power Licensing Ag Flüssigelektrolytbatterie mit dynamischer Durchmischung und Überhitzungsschutz
CN102738534A (zh) * 2008-09-24 2012-10-17 三洋电机株式会社 电池系统
JP2011054420A (ja) * 2009-09-02 2011-03-17 Nissan Motor Co Ltd 電池モジュール、組電池、および電池モジュールの製造方法
US20120171537A1 (en) * 2010-02-12 2012-07-05 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Molten salt battery
JP2014022073A (ja) * 2012-07-12 2014-02-03 Hitachi Vehicle Energy Ltd 角形二次電池の製造方法および装置
JP2015198029A (ja) * 2014-04-02 2015-11-09 株式会社Ｇｓユアサ 鉛蓄電池、蓄電システム
CN205882113U (zh) * 2015-10-29 2017-01-11 现代摩比斯株式会社 电池模块组装体
CN205303523U (zh) * 2015-12-29 2016-06-08 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池
JP2017216046A (ja) * 2016-05-30 2017-12-07 有限会社四国ソウビ バッテリー液補充器
KR20180038880A (ko) * 2016-10-07 2018-04-17 주식회사 엘지화학 2차 전지 및 그 2차 전지의 사이클 수명 특성 개선 방법
US20200321663A1 (en) * 2017-04-07 2020-10-08 Beijing Hawaga Power Storage Technology Company Ltd. Lithium slurry battery system
CN207624845U (zh) * 2017-11-30 2018-07-17 东莞市朗泰通实业有限公司 一种新型安全的镍氢电池
CN111937203A (zh) * 2017-12-19 2020-11-13 寰宇能源公司 液流电池系统
CN111261923A (zh) * 2018-11-30 2020-06-09 北京好风光储能技术有限公司 一种圆柱形电池组系统及其安全运行、回收方法

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