CN219626798U - 非曲柄启动的辅助锂离子电池 - Google Patents

Abstract

描述了一种电池，该电池包括外壳、盖子、监测连接器、第一端子和第二端子。该外壳形成用于容纳一个或多个电池单元中的至少一个电池单元的容积，该一个或多个电池单元电耦接到该监测连接器并电耦接到该第一端子和该第二端子中的一者或两者。该盖子耦接到该外壳。该盖子和该外壳包围该一个或多个电池单元。此外，该盖子包括顶表面、第一壁、第二壁和第三壁。该第一壁、该第二壁和该第三壁从该顶表面延伸。该第一端子位于该第一壁与该第二壁之间，而该第二端子位于该第二壁与该第三壁之间。该第一端子和该第二端子被布置为提供电力并且至少通过该第二壁彼此物理隔离。

Description

非曲柄启动的辅助锂离子电池

技术领域

本公开内容涉及能量储存装置(例如，电池)，并且具体地涉及辅助电池。

背景技术

电池是包括机动车辆在内的许多设备的重要组成部分。历史上，机动车辆配备有单个电池，例如铅酸电池，用于起动车辆的电机以及为车辆的其他系统(例如，充电系统、运行时的操作、照明、附件等)供电。最近，电动车辆和混合汽油/电动车辆(在本文统称为电动车辆或EV)依靠一个或多个锂离子(Li离子)电池来提供能量从而为电动机供电(从而使车辆的车轮移动)并也为车辆的其他系统供电。这种布置会导致单点故障，其中，用于提供机车能量的铅酸电池发生故障或Li离子电池发生故障会导致所有其他车辆系统无法工作。结果是驾驶员可能无法使用紧急警报系统、主动危险警示灯、位置信息系统、提供车辆健康状态信息的系统等。

实用新型内容

一些实施例有利地提供了一种电池(例如，非曲柄启动的Li离子电池)。该电池可以用作辅助电力供应器，从而在主电池不工作时维持车辆的非电机曲柄启动功能(和非机车供电功能)。在一些实施例中，辅助电池被称为非曲柄启动的电池。

根据一方面，描述了一种电池，该电池包括外壳、盖子、监测连接器、第一端子和第二端子。该外壳形成用于容纳一个或多个电池单元中的至少一个电池单元的容积，该一个或多个电池单元电耦接到该监测连接器并电耦接到该第一端子和该第二端子中的一者或两者。该盖子耦接到该外壳。该盖子和该外壳包围该一个或多个电池单元。此外，该盖子包括顶表面、第一壁、第二壁和第三壁。该第一壁、该第二壁和该第三壁从该顶表面延伸。该第一端子位于该第一壁与该第二壁之间，而该第二端子位于该第二壁与该第三壁之间。该第一端子和该第二端子被布置为提供电力并且至少通过该第二壁彼此物理隔离。

在一些实施例中，该第一端子和该第二端子可电耦接到电路的第一部分，并且被布置为向该电路的第一部分提供电力。

在一些其他实施例中，该第一端子和该第二端子可电耦接到该电路的第二部分，并且被布置为进一步向该电路的第二部分提供电力。

在一些实施例中，该第一端子和该第二端子可电耦接到与该电路的第一部分和第二部分之一相对应的另一个电池。

在一些实施例中，该第一端子和该第二端子被布置为当该另一个电池未能提供大于预定阈值的电力时向该电路的第一部分和第二部分中的一者或两者提供电力。

在一些其他实施例中，该电池进一步包括电耦接到该第一端子和该第二端子中的一者或两者的开关。

在一些实施例中，该开关被布置为执行以下动作中的一个动作：将该第一端子和该第二端子中的一者或两者与该电路的第一部分和第二部分中的一者或两者电耦接和断开电耦接。

在一些其他实施例中，该开关被布置为接收信号，该信号触发该开关以执行以下动作中的一个动作：将该第一端子和该第二端子中的一者或两者与该电路的第一部分和第二部分中的一者或两者电耦接和断电开耦接。

在一些实施例中，包围该一个或多个电池单元的该盖子和该外壳形成了通风空间，该通风空间被该盖子、该外壳和该一个或多个电池单元包围，该盖子包括与该通风空间流体连通的通风口，并且该通风口被布置为从该通风空间释放包含在该通风空间中的流体，该流体基于流体参数和流体参数阈值被释放。

在一些其他实施例中，该通风口位于该第三壁与该监测连接器之间。

附图说明

通过参考结合附图考虑的以下详细描述将更容易理解本文描述的实施例及其附带优点和特征的更完整理解，在附图中：

图1是根据本公开内容的原理构造的示例电池的框图；

图2是根据本公开内容的原理构造的示例电池的另一个图；

图3是根据本公开内容的原理的示例电池的示例实施选项的图；以及

图4是根据本公开内容的原理的示例电池的又另一示例实施选项的图。

具体实施方式

在详细描述示例性实施例之前，应注意，实施例主要在于与电池(例如，非曲柄启动的Li离子电池)相关的装置(和/或装置部件的组合)。因此，装置和装置部件在适当的情况下在附图中由常规符号表示，仅示出与理解本公开内容的实施例相关的那些具体细节，以免因受益于本文描述的本领域普通技术人员将容易明白的细节而使本公开内容变得晦涩难懂。

如本文所使用的，比如“第一”和“第二”、“顶部”和“底部”等关系型术语可能仅用于将一个实体或要素与另一实体或要素区别开，而不一定要求或者暗示这些实体或要素之间的任何物理或逻辑上的关系或者顺序。本文所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并且不旨在限制本文描述的概念。如本文所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一”“一个”和“该”也旨在包括复数形式。将进一步理解的是，当在本文中使用术语“包括”、“涵盖”、“包含”、“含有”时，其指定陈述的特征、整体、步骤、操作、要素和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、要素、部件和/或它们的组的存在或附加。

除非另外定义，否则本文所使用的全部术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开内容所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。应进一步理解的是，除非本文明确地给出过定义，否则本文所使用的术语应被解释为具有与本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且将不以理想化或过于正式的意义来解释。

在本文描述的实施例中，“与……通信”等连接术语可以用于表示电通信或数据通信，其可以通过例如物理接触、感应、电磁辐射、无线电发信、红外发信或光学发信来实现。本领域的普通技术人员将理解，多个部件可以互操作，并且对电通信和数据通信的实现进行修改和改变是可能的。

现在参考附图，其中相似的附图标记表示相似的要素，在图1和图2中示出了根据本公开内容的原理构造的电池10。在一些实施例中，电池10是Li离子电池。电池10包括外壳12，一个或多个电池单元14(比如Li离子电池单元)被安置在该外壳中。电池单元14可以比如经由导电母线系统电互连(图中未示出)，该导电母线系统以电串联、电并联或电串联和电并联的组合的方式将电池单元14电互连，连接方式取决于预期的电压和电流要求。在一些实施例中，(多个)电池单元14被称为电池单元。

可以包括电池监测系统(BMS)16。在一些实施例中，BMS可以被配置为执行一个或多个电池管理功能(比如测量某些电池参数，例如，电压)，并将数据提供给外部系统。BMS16可以包括监测连接器18，该监测连接器实现外部到车辆的数据总线或到某个其他通信设备的连接。在一些实施例中，监测连接器18可以与外壳12整合，比如整合在外壳12的盖子20中。电池10还包括端子，比如负极端子22a和正极端子22b(统称为端子22)，以提供用于将电池10电连接到车辆从而向车辆提供辅助电力的接触点。端子22被布置为穿过外壳12突出，比如穿过盖子20突出。端子22可以电连接到外壳12内部的母线和/或直接连接到电池单元14(图中未示出)。在一些其他实施例中，盖子20和外壳12整合在一起(例如，彼此耦接、密封)。在一些其他实施例中，盖子20和外壳12是单一整体结构(例如，单一模制件)。

在一些实施例中，外壳12包括一个或多个通风口24。在一些其他实施例中，一个或多个通风口24包含在盖子20中。一个或多个通风口24可以被布置为允许从一个或多个电池单元14(例如，Li离子电池单元)进行通风。例如，盖子20和外壳12可以被布置为包围一个或多个电池单元14(即，电池单元)，这可以形成被盖子20、外壳12和一个或多个电池单元14包围的通风空间。在一些实施例中，通风口24与通风空间流体连通，并且通风口24被布置为从通风空间释放包含在通风空间中的流体，该流体基于流体参数和流体参数阈值被释放。例如，通风空间中包含的气体可能会经历压力增加(例如，超过压力阈值)。通风口24可以被布置为将通风空间中包含的至少一些气体释放到电池10的外部。

在一些其他实施例中，使用壁30将端子22隔开。壁30可以从(盖子20的或外壳12的)顶表面21延伸。例如，端子22a可以位于第一壁30a与第二壁30b之间。端子22b可以位于第二壁30b与第三壁30c之间(壁30a、30b和30c统称为“壁30”)。壁30可能是有益的，至少因为端子可以彼此更靠近地定位(例如，与常规电池相比)，使得电池10(例如，辅助电池)可以安装在车辆内的若干位置，在那里耦接到端子的导体可能需要比在传统系统中彼此更靠近，同时最小化无意中使端子22电短路的可能性。

此外，监测连接器18可以在另一端(与端子22相比)上，以提供与端子22的预定距离并且避免对与车辆的数据总线的连接形成干扰。监测连接器18可以进一步实现用于触发与电池10相关联的一个或多个开关的连接的断开和/或闭合。

在一些实施例中，电池10可以被布置为提供许多功率容量和物理尺寸，并且在各种参数和参数范围下工作。还应注意，电池10的实施方式有些可以被设置规模以提供各种容量。例如，在一些实施例中，电池10的功率容量可以在25Ah至75Ah的范围内。然而，应注意，该范围仅是示例，并且可以设想，电池10的实施例可以被布置为提供小于25Ah的容量或大于75Ah的容量。功率容量规模设置可以例如通过在外壳12中使用更高或更低功率容量的电池单元14和/或通过在外壳12中使用更少或更多的电池单元14来实现。在一些实施例中，电池10可以作为非曲柄启动的电池引入，作为需要辅助电源的EV或另一类型车辆的一部分。电池10的其他电参数可以通过使用电池单元14(例如Li离子电池单元)来调整/调节，这些电池单元累积起来具有期望的操作特性，例如，电压、充电容量/速率、放电速率等。可以基于电池单元14的特性、在外壳12内部或外部使用散热器和/或热能排放板等来对热学性质进行管理。

图3是根据本公开内容的原理的示例电池10的示例实施选项(例如，直接耦接架构)的图。更具体地，示出了包括电池10、另一个电池42(例如，主电池、曲柄启动电池等)的双电池系统40。双电池系统40可以进一步包括负载元件44(其可以包括一个或多个电负载)、电机48(例如，其可以为起动器(S)电机，比如用于启动发动机)和/或交流发电机(A)，该交流发电机比如用于在发动机运转时提供电力、为电池10和/或电池42中的一者或两者充电。在一些实施例中，电池10是Li离子电池，而电池42是铅酸电池。然而，电池10不限于此并且可以是任何其他类型的电池。此外，电池42不限于铅酸电池，并且可以是Li离子电池或任何其他类型的电池。电池42可以如同电池10(例如，如图1和图2中的一者或两者所示)那样被布置和/或配置(或类似地布置和/或配置)。

在一些其他实施例中，电池10可以连接到电路的一个或多个部分。例如，电池10(和/或电池42)可以直接耦接到包含在电路的第一部分52中的交流发电机46和/或电机48。此外，电池10可以直接耦接到比如包含在第二部分54中的负载元件44和电池42(例如，属于不同技术的第二类型的电池)。尽管第一部分54被示为包括电机48和交流发电机46，并且第二部分54被示为包括电池42和负载元件44，但是第一部分52和第二部分54不限于此并且可以包括任何其他元件组合。

在一些实施例中，在一个或多个实施例中，电池10、电池42、负载元件44、交流发电机46和电机48并联电连接。其他电连接也是可能的。

此外，电池10可以包括开关50，该开关被布置为将电池10与双电池系统40的其他部件耦接和/或断开耦接。例如，开关50可以处于断开状态(例如，断开耦接)，在此状态下，电池10未电连接到双电池系统40的其他部件(例如，电路)。使开关50处于断开状态可以使得电池10在起动器电机工作(例如，被命令以起动发动机)时和/或当交流发电机46正在向其他电路元件(比如电池42)提供预定电压时与电路电隔离。开关50可以处于闭合状态(例如，耦接)，在此状态下，比如当电池42发生故障、不存在或不提供预定电压、功率、电流等时，电池10可以为负载元件44(例如，危险警示灯)供电。闭合开关50还可以为电池10充电。开关50还可以被布置为接收触发开关50以闭合或断开开关50的信号。该信号可以对应于电机48、交流发电机46和/或发动机正在工作的指示。该信号可以对应于其他事件的指示，比如(例如，由包括双电池系统40的车辆的驾驶员进行的)手动输入，其请求电池10与电路耦接/断开耦接。

图4是根据本公开内容的原理的示例电池10的又另一示例实施选项的图。更具体地，示出了包括开关62的另一个双电池系统60(其可以被称为开关耦接架构)。双电池系统60可以进一步包括耦接到开关62和/或开关50和/或电池10的发电机64(皮带起动器发电机(BSG))和/或电机66(例如，起动器电机)。电池42可以被布置为耦接到负载元件44(例如，系统负载、危险警示灯、位置信息系统、全球定位系统等)。电池10也可以被布置为比如通过闭合开关62耦接到负载元件44。

闭合开关62可以允许电池10为负载元件44供电(比如当电池42发生故障时，不存在时，不能提供超过电路参数阈值的电压、电流、功率时)和/或成为辅助电源。断开开关62使电池42与电池10、发电机64和电机66断开连接。开关50可以断开或闭合以将电池10与其他电路元件耦接/断开耦接。在一些实施例中，开关62可以整合为电池10、42的一部分，并且在其他实施例中，开关可以单独实施。在一个或多个实施例中，开关50、62允许电池10(和/或电池42)向电路的第一部分72和第二部分74提供电力。尽管第一部分72被示为包括电池10、发电机64和电机66，并且第二部分74被示为包括电池42和负载元件44，但是第一部分72和第二部分74不限于此并且可以包括任何其他元件组合。

在本公开内容的一些实施例中，车辆可以包括电池10(例如，非曲柄启动的辅助锂离子电池)，该电池可以耦接(例如，经由端子22)到负载元件44(例如，紧急警报系统、主动危险警示灯、位置信息系统、提供车辆健康状态信息的系统、信息娱乐系统等)。车辆还可以包括电池42(例如，主电池，比如铅酸电池，或另一个锂离子电池)，该电池可以耦接到负载元件44和/或其他元件，比如电动机(例如，使车辆的车轮移动，或启动使车轮移动的发动机)。

此外，电池10可以被布置为至少在某些条件下向负载元件44提供电力。例如，当车辆(例如，EV)的主电池42已丧失电量和/或主电池42正被更换、有缺陷、不存在等时(即，电池42不能向负载元件44提供电力)，电池10可以被布置为至少向负载元件44提供电力。也就是说，负载元件44可以由电池10供电(例如，经由端子22和/或开关50)，即使当比如电池42等其他电源不能为负载元件44供电时也是如此。在另一个示例中，车辆由内燃发动机提供动力，并且包括电池10和电池42(例如，被布置为曲柄启动发动机以起动发动机的铅酸电池)。电池42可以被布置为向负载元件44(例如，危险警示灯、安全系统、收音机、信息娱乐系统等)提供电力。然而，当电池42正被更换、有缺陷或不能提供电力来操作负载元件44时，电池10可以被布置为向负载元件44提供电力。也就是说，电池10可以被布置为提供辅助电力，比如非曲柄启动的电力。

根据一个方面，描述了一种电池10。电池10包括外壳12、盖子20、监测连接器18、第一端子22a和第二端子22b。外壳12形成用于容纳一个或多个电池单元14中的至少一个电池单元的容积，该一个或多个电池单元电耦接到监测连接器18并电耦接到第一端子22a和第二端子22b中的一者或两者。盖子20耦接到外壳12。此外，盖子20和外壳12包围一个或多个电池单元14。盖子包括顶表面21、第一壁30a、第二壁30b和第三壁30c。第一壁30a、第二壁30b和第三壁30c从顶表面21延伸。第一端子22a位于第一壁30a与第二壁30b之间，而第二端子22b位于第二壁30b与第三壁30c之间。第一端子22a和第二端子22b被布置为提供电力并且至少通过第二壁30b彼此物理隔离。

在一些实施例中，第一端子22a和第二端子22b可电耦接到电路的第一部分，并且被布置为向电路的第一部分提供电力。

在一些其他实施例中，第一端子22a和第二端子22b可电耦接到电路的第二部分，并且被布置为进一步向电路的第二部分提供电力。

在一些实施例中，第一端子22a和第二端子22b可电耦接到与电路的第一部分和第二部分之一相对应的另一个电池42。

在一些其他实施例中，第一端子22a和第二端子22b被布置为当另一个电池42未能提供大于预定阈值的电力时向电路的第一部分和第二部分中的一者或两者提供电力。

在一些实施例中，电池10进一步包括电耦接到第一端子22a和第二端子22b中的一者或两者的开关50。

在一些其他实施例中，开关50被布置为执行以下动作中的一个动作：将第一端子22a和第二端子22b中的一者或两者与电路的第一部分和第二部分中的一者或两者电耦接和断开电耦接。

在一些实施例中，开关50被布置为接收信号，该信号触发开关50以执行以下动作中的一个动作：将第一端子22a和第二端子22b中的一者或两者与电路的第一部分和第二部分中的一者或两者电耦接和断开电耦接。

在一些其他实施例中，包围一个或多个电池的电池单元14的盖子20和外壳12形成了通风空间，该通风空间被盖子20、外壳12和一个或多个电池单元14包围。盖子20包括与通风空间流体连通的通风口24，并且通风口24被布置为从通风空间释放包含在通风空间中的流体。流体基于流体参数和流体参数阈值被释放。

在一些实施例中，通风口24位于第三壁30c与监测连接器18之间。

本领域技术人员将理解的是，本文描述的实施例并不受限于上文中已经具体示出和/或描述的内容。此外，除非上面有相反的说明，否则应注意，所有的附图都不是按比例绘制的。鉴于以上教导内容，在不背离所附权利要求的范围的情况下，多种修改和变化是可能的。

Claims (10)

1.一种电池(10)，包括外壳(12)、盖子(20)、监测连接器(18)、第一端子(22a)和第二端子(22b)，所述外壳(12)形成用于容纳一个或多个电池单元(14)中的至少一个电池单元的容积，所述一个或多个电池单元电耦接到所述监测连接器(18)并电耦接到所述第一端子和所述第二端子(22a，22b)中的一者或两者，所述盖子(20)耦接到所述外壳(12)，所述盖子(20)和所述外壳(12)包围所述一个或多个电池单元(14)，所述盖子包括顶表面(21)、第一壁(30a)、第二壁(30b)和第三壁(30c)，所述第一壁、所述第二壁和所述第三壁(30a，30b，30c)从所述顶表面(21)延伸，所述第一端子(22a)位于所述第一壁与所述第二壁(30a，30b)之间，所述第二端子(22b)位于所述第二壁与所述第三壁(30b，30c)之间，所述第一端子和所述第二端子(22a，22b)被布置为提供电力并且至少通过所述第二壁(30b)彼此物理隔离。

2.如权利要求1所述的电池(10)，其中，所述第一端子和所述第二端子(22a，22b)能够电耦接到电路的第一部分，并且被布置为向所述电路的所述第一部分提供电力。

3.如权利要求2所述的电池(10)，其中，所述第一端子和所述第二端子(22a，22b)能够电耦接到所述电路的第二部分，并且被布置为进一步向所述电路的所述第二部分提供电力。

4.如权利要求3所述的电池(10)，其中，所述第一端子和所述第二端子(22a，22b)能够电耦接到与所述电路的所述第一部分和所述第二部分之一相对应的另一个电池(42)。

5.如权利要求4所述的电池(10)，其中，所述第一端子和所述第二端子(22a，22b)被布置为当所述另一个电池(42)未能提供大于预定阈值的电力时向所述电路的所述第一部分和所述第二部分中的一者或两者提供电力。

6.如权利要求3所述的电池(10)，其中，所述电池(10)进一步包括电耦接到所述第一端子和所述第二端子(22a，22b)中的一者或两者的开关(50)。

7.如权利要求6所述的电池(10)，其中，所述开关(50)被布置为执行以下动作中的一个动作：将所述第一端子和所述第二端子(22a，22b)中的一者或两者与所述电路的所述第一部分和所述第二部分中的一者或两者电耦接和断开电耦接。

8.如权利要求7所述的电池(10)，其中，所述开关(50)被布置为接收信号，所述信号触发所述开关(50)以执行以下动作中的一个动作：将所述第一端子和所述第二端子(22a，22b)中的一者或两者与所述电路的所述第一部分和所述第二部分中的一者或两者电耦接和断开电耦接。

9.如权利要求1所述的电池，其中，包围所述一个或多个电池单元(14)的所述盖子(20)和所述外壳(12)形成了通风空间，所述通风空间被所述盖子(20)、所述外壳(12)和所述一个或多个电池单元(14)包围，所述盖子(20)包括与所述通风空间流体连通的通风口(24)，并且所述通风口(24)被布置为从所述通风空间释放包含在所述通风空间中的流体，所述流体基于流体参数和流体参数阈值被释放。

10.如权利要求9所述的电池，其中，所述通风口(24)位于所述第三壁(30c)与所述监测连接器(18)之间。