CN100349320C - 可再充电电池组件 - Google Patents

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Abstract

一种可再充电电池组件，通过对单元电池进行有效排列，达到了高效的温度控制和最小的体积。可再充电电池组件包括以固定间隔排列的多个单元电池，以及用于容纳单元电池的外壳，用于温度控制的空气流经外壳内部。单元电池分为至少两个电池组，分置于中心结构的任意侧，以使得不同电池组的单元电池的端子相互面对。

Description

可再充电电池组件
技术领域
本发明涉及可再充电电池。本发明具体涉及一种采用改进的单元电池排列方式的可再充电电池组件，能够减小单元电池形成的可再充电电池组件的总体积。
背景技术
近年来，提出了使用具有高能量密度的非水性电解液的高能可再充电电池。例如，由多个高能可再充电电池串联连接形成能够驱动如电动汽车等高能源设备的电动机的大规模可再充电电池。
被称为电池组件的单个大规模可再充电电池，通常包括多个被称为单元电池的可再充电电池，它们相互串联连接。每个单元电池都包括电极组件、壳体、盖组件、阳极端子和阴极端子。电极组件包括阳极、阴极和置于阴阳极之间的隔板；壳体具有容纳电极组件的空间；盖组件与壳体相接合以密闭壳体；阳极端子和阴极端子分别与电极组件中的阳极连接器和阴极连接器相连接。
矩形单元电池中，从盖组件上凸出的阳极端子和阴极端子，常与其相邻的单元电池的阳极端子和阴极端子交错排列。因此，在螺纹状的阳极端子和阴极端子之间，配上如螺母的导电元件即形成电池组件。
一个电池组件包括几个到几十个相互连接在一起的单元电池。电池组件可能包括用于消除各个单元电池中产生的热量的冷却结构、安全单元及***电路等。增加这些部件会导致电池组件体积增大。
为减小电池组件的尺寸，提出了减小单元电池之间的间隔的技术。这种技术的缺陷在于难以散发各个单元电池中产生的热量。
电池组件设计的要点是在保持体积最小化的同时容易散发各个单元电池中产生的热量。这点对于用于混合动力车的可再充电电池尤为重要。
增大电池组件体积可能也增加了电池组件的自身重量。对于包含电池组件的混合动力车，设计因此而变得困难。
另外，如果散热不好，各个单元电池产生的热量可能会引起电池组件温度升高。这可能导致包含电池组件的装置发生故障。
对用于混合动力车及其它装置、具有最小体积和最佳散热的大规模可再充电电池的需求正在增长。
发明内容
本发明提供了一种可再充电电池组件，通过单元电池的有效排列，该电池组件具有最佳温度控制和最小尺寸。
本发明的其它特征将在随后的说明书中阐明，其中部分特征因说明书而显得清晰，或者也可以通过实施本发明获知。
本发明公开了一种可再充电电池组件，包括以固定间隔排列的多个单元电池以及容纳这些单元电池的外壳，用于温度控制的空气流经外壳内部。单元电池分成至少两组，分置于中心结构的两侧以使得不同组的单元电池的端子相互面对。
可以理解，前述概括描述和下述具体描述是典型的和解释性的，用于对要求权利的发明作进一步解释。
附图说明
所包含的附图用于进一步理解本发明，它们包含在申请文件中并作为申请文件的一部分，附图描述了本发明的实施例，并与说明书相结合以解释本发明的原理。
图1为根据本发明一个示例性实施例的可再充电电池组件的结构的分解透视示意图。
图2为根据本发明一个示例性实施例的可再充电电池组件的装配状态的透视示意图。
图3为根据本发明一个示例性实施例的可再充电电池组件的俯视截面示意图。
图4为根据本发明一个示例性实施例的可再充电电池组件的侧视截面示意图。
图5A和图5B为根据本发明另一个示例性实施例的可再充电电池组件的装配状态的透视示意图。
具体实施方式
本发明的电池组件有效地用于驱动如混合动力车、电动汽车、无线设备、电动自行车、电动摩托车等设备的电动机。
根据本发明，可以改进电池组件的单元电池的排列以减小电池组件的体积。进一步，电池组件的单元电池间的连接可兼作排气之用，以简化电池组件的结构。
图1为根据本发明一个示例性实施例的可再充电电池组件的结构的分解透视示意图。图2为根据本发明一个示例性实施例的可再充电电池组件的装配状态的透视示意图。图3为根据本发明一个示例性实施例的可再充电电池组件的俯视截面示意图。图4为根据本发明一个示例性实施例的可再充电电池组件的侧视截面示意图。
参照图1、图2、图3和图4，电池组件10包括多个单元电池12，每个单元电池包含一个电极组件，电极组件通过其阳极、阴极和置于阴阳极之间的隔板产生电能。电池组件10进一步包括中心结构13、传感器、用于单元电池12所产生气体流动的通路，以及容纳电池组11和中心结构13的外壳14。中心结构13位于电池组11之间，电池组11包含多个以固定间隔排列的单元电池12和单元电池12间的连接电路。
下文中，电池组11指以固定间隔排列的多个电池形成的组。本实施例中有两个电池组11，分置于中心结构13的两侧以减小电池组件10的体积。
外壳14包括位于其一个侧面上端的进气口16，用于控制每个单元电池12的温度的空气从进气口16流入。外壳14还包括位于其另一个侧面下端的出气口17，流经单元电池12的空气从出气口17排出。
在图4所示的本实施例中，描述了其中进气口16和出气口17分别位于外壳14的一个侧面的上端和另一个侧面的下端的结构。然而，外壳14的结构、进气口16和出气口17的位置以及单元电池12在外壳14中的放置方式并非局限于此，只要能满足上述条件即可。
包含垂直空气通路的电池隔墙15位于单元电池12之间，用于保持单元电池12之间的间隔。
外壳14中，空气从位于外壳14上部的进气口流入，流经电池隔墙15后到达外壳14的下部。空气从位于外壳14下部的出气口17排出。
进一步，每个电池组11的最外侧的电池隔墙15的外边具有限位板20，以预定压力限制叠层的隔墙15和单元电池12。限位板20通过限位杆21和螺母22限位及固定，限位杆21插在限位板20的孔中。
本实施例中，四个穿过限位板20的限位杆21通过螺母22在限位杆21末端进行限位，由此，隔墙15和单元电池12通过限位板20实现限位。
如图5A所示，限位板20′通过六个限位杆21′和与限位杆21′螺纹连接的螺母22′限位及固定，六个限位杆21′包括位于中心结构13所在处的限位杆21′。
进一步，如图5B所示，位于电池组11外侧的限位板20″可分为两部分或更多部分。如此，中心结构13置于被分开的限位板20″之间。图5B中的四个限位板20″通过八个限位杆21″和与限位杆21″螺纹连接的螺母22″限位及固定。
电池组11的单元电池12与隔墙15连续排列在中心结构13的两侧，这样，其中形成有端子18的盖组件面向中心结构13设置。
中心结构13位于外壳14的中心，各个电池组11沿着中心结构13的两侧表面排列。进一步，电池组11中的单元电池12按照端子18面向中心结构13的方式排列。
因此，单元电池12基于中心结构13分为两个电池组11。电池组11中的单元电池12采用的排列方式使得盖组件中的端子18在中心结构13中相互面对。
进一步，各个单元电池12与中心结构13气密连接，单元电池12的盖组件上的端子18伸入中心结构13中。各个盖组件上的安全阀19分别与中心结构13相连接。
结果，一个中心结构13置于两个电池组11之间，这样电池组11合用中心结构13。
中心结构13可以是盒状、中空的结构，包括相互连接各单元电池12的端子18的和各单元电池12的端子18与传感器(未示出)间的连接电路(未示出)。因此，中心结构13起到了通路的作用。当单元电池12的安全阀19打开时，单元电池12排出的气体流入到中心结构13中。
为了实现与单元电池12间的绝缘，中心结构13可以包括如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)或聚苯硫醚(PPS)的塑料材料。
进一步，中心结构13的末端有排气孔23，通过连接在排气孔23上的附加管，中心结构13中的气体能够被排放至合适的地点，如配备了电池组件的汽车的外部。
参照图1对中心结构13进行详细描述。中心结构13可以分为两个可连接在一起的独立构件31和32，以便于在中心结构13中可以容易地配置单元电池12间的连接电路和传感器。
独立构件31和32形状相同，两者连接在一起时限定了一个空间。
构件31和32在前表面上形成与单元电池12的安全阀19连接的孔33。因此，当安全阀19打开时，气体流入中心结构13。
另外，构件31和32的外侧端上形成了多个凸起的限位件34。各限位件34上分别形成限位孔35以连接构件31和32。于是，构件31和32采用限位螺栓36和螺母37通过限位孔35连接，从而形成中心结构13。
在本实施例的电池组件10中，两个包含单元电池12的电池组11共用一个单独的中心结构13。因此如表1所示，与包含端子18间连接电路、传感器和单个电池组11专用排气通路的结构相比，能够减小电池组件体积。
表1
    类型     空气流动方式     体积(m3)
    上层结构型     水平流动     10.42
    外部结构型     垂直流动     10.34
    本实施例(中心结构型)     垂直流动     8.89
表1中，上层结构型指的是两个电池组水平排列，该结构包含端子连接电路、传感器和覆盖所有的电池组的气体通道。进一步，外部结构型指的是两个电池组水平排列，每个电池组的单元电池的端子都朝外，该结构包含端子连接电路、传感器和分别位于各电池组外部的气体通道。
对于包含两个电池组的电池组件，两个电池组11共用一个中心结构13时，与上层结构型和外部结构型相比，其电池组件体积有可能最小。
很明显，在不背离本发明精神或范围的前提下，本领域技术人员能够对本发明进行各种修改或替换。因此，应当认为本发明涵盖了在附加权利要求及其等同替换的范围内的各种修改和变化。

Claims (11)

1、一种可再充电电池组件，包括：
多个单元电池；和
用于容纳单元电池的外壳，并允许空气能穿过外壳流动，
其中单元电池分为至少两个电池组，且所述电池组分别位于中空的中心结构的两侧，使得不同电池组的单元电池的端子伸入中心结构并相互面对。
2、根据权利要求1所述的可再充电电池组件，其中单元电池以气密方式连接到中心结构的两侧表面。
3、根据权利要求1所述的可再充电电池组件，其中该中心结构中具有用于连接端子的端子连接电路。
4、根据权利要求3所述的可再充电电池组件，其中该中心结构与单元电池中的安全阀相连接。
5、根据权利要求4所述的可再充电电池组件，其中该中心结构的一侧上形成有用于排气的排气孔。
6、根据权利要求1所述的可再充电电池组件，其中单元电池之间具有用于保持单元电池之间的间隔并允许冷却空气流动的电池隔墙。
7、根据权利要求1所述的可再充电电池组件，其中外壳具有进气口和出气口，使得空气流经单元电池。
8、根据权利要求1所述的可再充电电池组件，其中电池组的外侧设置有限位板，且该限位板连接有限位杆和螺母。
9、根据权利要求1所述的可再充电电池组件，其中每个单元电池呈多面体状。
10、根据权利要求1所述的可再充电电池组件，其中电池组件是电动机驱动电池组件。
11、根据权利要求1所述的可再充电电池组件，其中该中心结构包括绝缘体。
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