CN107004805B - 用于电化学电池***的铰接通风孔和方法 - Google Patents

Abstract

本公开包括一种具有外壳的电化学电池，所述外壳配置成容纳所述电化学电池的一个或多个电极。所述外壳包括具有面向所述一个或多个电极的内表面的壁。所述电化学电池还包括压铸于所述外壳的所述内表面上的铰接通风孔，其中所述铰接通风孔包括断裂部分、在所述断裂部分的任一侧上基本上平行于所述断裂部分延伸的铰链部分，和在所述断裂部分和所述铰链部分之间延伸的连接部分。所述断裂部分包括穿过所述外壳的所述壁的第一横截面宽度，并且所述铰链部分包括穿过所述外壳的所述壁的第二横截面宽度，所述第二横截面宽度大于所述第一横截面宽度。

Description

用于电化学电池***的铰接通风孔和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年9月12日提交的标题为“铰接通风孔设计(HINGED VENTDESIGN)”的美国临时申请序列No.62/049846的优先权和权益，该申请全部内容据此以引用的方式并入。

背景技术

本公开概括地涉及电池组和电池组模块领域。更具体地，本公开涉及用于锂离子(Li离子)电化学电池的通风。

该部分旨在向阅读者介绍本领域的各个方面，这些方面可涉及本公开的以下描述的各个方面。该讨论据信有助于向阅读者提供背景信息以便于更好地理解本公开的各个方面。因此，应当理解，这些陈述以该角度来阅读，并且不视为承认现有技术。

使用一个或多个电池组***以用于对车辆提供所有或一部分的原动力的车辆可称为xEV，其中术语“xEV”在本文中定义为包括所有下述车辆(车辆将电力用于其车辆原动力的全部或一部分)或其任何变型或组合。例如，xEV包括将电力用于全部原动力的电动车辆(EV)。如本领域的技术人员将理解，也视为xEV的混合动力电动车辆(HEV)将内燃机推进***和电池组供能电动推进***(诸如48伏特(V)或130V***)相组合。术语HEV可包括混合动力电动车辆的任何变型。例如，全混合动力***(FHEV)可利用一个或多个电动机，仅利用内燃机或利用两者将原动力和其它电力提供至车辆。相比之下，轻度混合动力***(MHEV)在车辆空转时停用内燃机，并利用电池组***来对空气调节单元、无线电或其它电子装置持续供能以及需要推进时重新启动引擎。轻度混合动力***还可应用一定程度的功率辅助，例如在加速期间，以增补内燃机。轻度混合动力通常为96V至130V，并且通过皮带或曲轴集成启动器发电机回收制动能量。另外，微型混合动力电动车辆(mHEV)也使用类似于轻度混合动力的“启动-停止”***，但是mHEV的微型混合动力***可向或不向内燃机提供动力辅助并且以低于60V的电压操作。出于当前讨论的目的，应当指出的是，mHEV通常技术上不将直接提供至机轴或传动装置的电功率用于车辆的任何部分的原动力，但是mHEV仍可视为xEV，因为其在车辆空转(其中内燃机停用)以及通过集成启动器发电机回收制动能量时使用电功率来增补车辆的功率需求。此外，***式电动车辆(PEV)为任何车辆，该车辆可从外部电源(诸如壁插座)进行充电，并且存储于可充电电池组中的能量驱动或有助于驱动车轮。PEV为EV的子类，包括纯电动或电池组电动车辆(BEV)、***式混合动力电动车辆(PHEV)，以及混合动力电动车辆和传统内燃机车辆的电动车辆变换。

上文所描述的xEV相比于较传统的气体供能车辆可提供多个优点，该较传统气体供能车辆仅使用内燃机和传统电气***，该传统电气***通常为由铅酸电池供能的12V***。例如，相比于传统内燃机车辆，xEV可产生较少不期望的排放产物并且可表现出较大燃料效率，并且在一些情况下，此类xEV可完全消除汽油的使用，如同特定类型的EV或PEV那样。

随着技术持续发展，存在对此类车辆提供改进的电源的需求，特别是电池组模块。例如，在传统配置中，电化学电池包括具有大体积和/或附加部件的通风孔，这些通风孔可降低通风效率并且可增加电池组模块的成本或体积。因此，现已认识到，需要一种用于电化学电池的改进通风孔。

发明内容

下文说明了本文所公开的某些实施例的概述。应当理解，提出这些方面仅为了向阅读者提供这些特定实施例的简要概述并且这些方面不旨在限制本公开的范围。实际上，本公开可涵盖下文可能未说明的各个方面。

本公开涉及一种具有外壳的电化学电池，该外壳配置成容纳电化学电池的一个或多个电极。外壳包括具有面向一个或多个电极的内表面的壁。电化学电池还包括压铸于壁的内表面上的铰接通风孔，其中该铰接通风孔包括断裂部分、在断裂部分的任一侧上基本上平行于断裂部分延伸的铰链部分，和在断裂部分和铰链部分之间延伸的连接部分。断裂部分包括穿过外壳的壁的第一横截面宽度，并且铰链部分包括穿过外壳的壁的第二横截面宽度，该第二横截面宽度大于第一横截面宽度。

本公开还涉及一种电化学电池的外壳。该外壳包括配置成接纳一个或多个电极的开放底部端部、与该底部端部相对的闭合顶部部分，和在开放底部端部和闭合顶部部分之间延伸的侧面板。侧面板与闭合顶部部分为一体的。另外，外壳包括在该外壳的闭合顶部部分的内表面上的压铸通风孔，其中该压铸通风孔包括断裂部分、在断裂部分的任一侧上的铰链部分，和从断裂部分的任一端部延伸至铰链部分的任一端部的连接部分。断裂部分、铰链部分和连接部分各自包括通向外壳的相应凹槽。

本公开还涉及一种在电化学电池的外壳上制造压铸通风孔的方法。该方法包括以压模压铸外壳的顶壁的内表面，该压模包括压铸通风孔的断裂部分、压铸通风孔的铰链部分和压铸通风孔的连接部分，该铰链部分在断裂部分的任一侧上并且比断裂部分浅，该连接部分从断裂部分的任一端部延伸至铰链部分的任一端部。

附图说明

通过阅读下述具体实施方式和参考附图可更好地理解本公开的各个方面，其中：

图1为具有根据这些实施例配置成对车辆的各种部件提供功率的电池组***的车辆的透视图；

图2为图1的车辆和电池组***的一个实施例的剖面示意图；

图3为用于图1的车辆中的根据本公开的电池组模块的一个实施例的剖面透视图；

图4为用于图3的电池组模块中的根据本公开的具有带有铰接通风孔的外壳的电化学电池的一个实施例的分解透视图；

图5为图4的铰接通风孔的一个实施例的底视图；

图6为沿着线6-6截取的图5的铰接通风孔的一个实施例的剖视图；

图7为根据本公开的断裂条件下的图6的铰接通风孔的一个实施例的剖视图；

图8为根据本公开的电化学电池的铰接通风孔的一个实施例的一部分的侧剖视图；

图9为根据本公开的电化学电池的铰接通风孔的一个实施例的一部分的侧剖视图；

图10为根据本公开的电化学电池的铰接通风孔的一个实施例的一部分的侧剖视图；

图11为根据本公开的电化学电池的铰接通风孔的一个实施例的示意性底视图；

图12为根据本公开的电化学电池的铰接通风孔的一个实施例的示意性底视图；

图13为根据本公开的电化学电池的铰接通风孔的一个实施例的示意性底视图；和

图14为根据本公开制造电化学电池的铰接通风孔的方法的一个实施例的工艺流程图。

具体实施方式

下文将描述一个或多个具体实施例。为提供这些实施例的简洁描述，本说明书未描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何此类实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出许多特定于实施方式的决策以达到开发者的特定目标，诸如兼容***相关和业务相关约束条件，这些约束条件可根据实施方式变化。此外，应当理解，此类开发工作可为复杂的并且耗时的，然而对于受益于本公开的普通技术人员而言将为设计、制作和制造的例行任务。

本文所描述的电池组***可用于向各种类型的电动车辆(xEV)和其它高电压储能器/消耗应用(例如，电网电力存储***)提供电力。此类电池组***可包括一个或多个电池组模块，每个电池组模块具有多个电池单元(例如，锂离子(Li离子)电化学电池单元)，该多个电池单元布置成提供特定电压和/或电流对例如xEV的一个或多个部件供能。作为另一个实例，根据这些实施例的电池组模块可并入固定式动力***(例如，非机动车***)或将动力提供至该固定式动力***。

根据本公开，电化学电池包括外壳和设置于该外壳内部的电极。在电化学电池操作期间，或在具有电化学电池的电池组模块操作期间，电化学电池的外壳内部的压力可能由于外壳内的某些元件的相互作用而增大。例如，电化学电池的电极可膨胀，从而减小电化学电池的外壳内部的空气体积。该减小的空气体积致使电化学电池内的气体对外壳施加压力。因此，在外壳的内表面上包括铰接通风孔以允许气体从该外壳排出(如果该外壳内部的压力超出铰接通风孔的压力阈值)。

铰接通风孔可压铸于外壳的内表面上以提供断裂部分和铰链部分。换句话讲，铰接通风孔与外壳为一体的。例如，铰接通风孔的断裂部分可压铸于外壳的内表面中，使得外壳的沿着该断裂部分的横截面宽度为第一宽度。铰接通风孔的铰接部分可邻近断裂部分压铸于外壳的内表面中，使得外壳沿着该铰接部分的横截面宽度为第二宽度。根据本公开，第一宽度小于第二宽度。因此，(断裂部分的)第一宽度响应于相比于(铰链部分的)第二宽度的较低内部压力可断裂。在断裂部分断裂之后，离开外壳的内部气体致使外壳沿着铰接部分弯曲，从而随着外壳弯曲而增大通风区域。另外，铰接通风孔可压铸于内表面中，使得铰接通风孔的凹槽朝向下。例如，铰接通风孔可压铸于顶部部分的内表面上或外壳的盖上(例如，外壳的内部)。因此，虽然冷凝物或水分由于重力将从凹槽落下，但是通过压铸铰接通风孔而在外壳中形成的凹槽不收集该冷凝物或水分。

为便于说明，图1为车辆10的实施例的透视图，车辆可利用再生制动***。虽然下述讨论涉及具有再生制动***的车辆，但是本文所描述的技术可适于以电池组捕获/存储电能的其它车辆，该其它车辆可包括电动供能车辆和气体供能车辆。

如上文所讨论，可能期望，电池组***12很大程度上兼容传统车辆设计。因此，电池组***12可放置于车辆10中的原本容纳传统电池组***的位置。例如，如图所示，车辆10可包括电池组***12，电池组***12类似于典型内燃机车辆的铅酸电池进行定位(例如，在车辆10的引擎盖之下)。此外，如下文将更详细地描述，电池组***12可定位成便于管理电池组***12的温度。例如，在一些实施例中，将电池组***12定位于车辆10的引擎盖之下可允许空气导管将气流引导于电池组***12之上并且冷却电池组***12。

电池组***12的更详细视图示出于图2中。如图所示，电池组***12包括储能器部件13，储能器部件13耦接至点火***14、交流发电机15、车辆控制台16，并且任选地耦接至电动机17。一般来讲，储能器部件13可捕获/存储车辆10中所生成的电能，并且输出电能以对车辆10中的电气装置供能。

换句话讲，电池组***12可向车辆电气***的部件供电，这些部件可包括散热器冷却风扇、气候控制***、电动助力转向***、主动悬架***、自动泊车***、电动油泵、电动超级/涡轮增压器、电动水泵、加热挡风玻璃/除霜器、车窗升降电机、装饰灯、胎压监测***、天窗电机控制器、电动座椅、警报***、信息娱乐***、导航特征、车道偏离报警***、电动驻车制动器、外部光，或其任何组合。示例性地，在所示实施例中，储能器部件13向车辆控制台16和点火***14供电，点火***14可用于启动(例如，曲柄启动)内燃机18。

另外，储能器部件13可捕获由交流发电机15和/或电动机17所生成的电能。在一些实施例中，当内燃机18运行时，交流发电机15可生成电能。更具体地，交流发电机15可将由内燃机18的旋转所产生的机械能转换成电能。附加地或替代地，当车辆10包括电动机17时，电动机17可通过将由车辆10的移动(例如，车轮的旋转)所产生的机械能转换成电能而生成电能。因此，在一些实施例中，储能器部件13可捕获由交流发电机15和/或电动机17在再生制动期间所生成的电能。因此，交流发电机15和/或电动机17在本文中一般称为再生制动***。

为便于捕获和供应电能，储能器部件13可经由总线19电耦接至车辆的电气***。例如，总线19可允许储能器部件13接收由交流发电机15和/或电动机17所生成的电能。另外，总线19可允许储能器部件13将电能输出至点火***14和/或车辆控制台16。因此，当使用12伏特电池组***12时，总线19可承载通常在8伏特至18伏特之间的电力。

另外，如图所示，储能器部件13可包括多个电池组模块。例如，在所示实施例中，储能器部件13包括锂离子(例如，第一)电池组模块20和铅酸(例如，第二)电池组模块22，其各自包括一个或多个电池单元。在其它实施例中，储能器部件13可包括任何数量的电池组模块。另外，虽然锂离子电池组模块20和铅酸电池组模块22示出为彼此邻近，但是它们可定位于车辆周围的不同区域。例如，铅酸电池组模块22可位于车辆10的内部或其附近，而锂离子电池组模块20可位于车辆10的引擎盖之下。

在一些实施例中，储能器部件13可包括多个电池组模块以利用多种不同电池化学。例如，当使用锂离子电池组模块20时，电池组***12的性能可得以改善，因为与铅酸电池化学相比，锂离子电池化学一般具有较高库仑效率和/或较高电力充电接收率(例如，较高的最大充电电流或充电电压)。因此，电池组***12的捕获、存储和/或分布效率可得以改善。

为便于控制电能的捕获和存储，电池组***12可额外包括控制模块24。更具体地，控制模块24可控制电池组***12中的部件的操作，诸如在储能器部件13、交流发电机15和/或电动机17内的继电器(例如，开关)。例如，控制模块24可调节由每个电池组模块20或22所捕获/供应的电能的量(例如，对电池组***12降低定额和重新定额)，执行电池组模块20和22之间的负载平衡，确定每个电池组模块20或22的充电状态，确定每个电池组模块20或22的温度，控制由交流发电机15和/或电动机17所输出的电压，等等。

因此，控制单元24可包括一个或多个处理器26和一个或多个存储器28。更具体地，一个或多个处理器26可包括一个或多个专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一个或多个通用处理器，或其任何组合。另外，一个或多个存储器28可包括易失性存储器，诸如随机存取存储器(RAM)，和/或非易失性存储器，诸如只读存储器(ROM)、光驱、硬盘驱动器或固态驱动器。在一些实施例中，控制单元24可包括部分的车辆控制单元(VCU)和/或独立电池组控制模块。

图2的电池组模块20的一个实施例的剖面示意图示出于图3中。在所示实施例中，电池组模块20包括外壳或壳体30，外壳或壳体30配置成将电化学电池32(例如，棱柱式锂离子(Li离子)电化学电池)保持于壳体30内。壳体30可包括开口34和一个或多个盖36；电化学电池32设置穿过开口34；一个或多个盖36配置成覆盖开口34，保持与电化学电池32交接的部件，和/或密封壳体30。

应当指出的是，电池组模块20的壳体30可以以不同于图3所示的方式配置。例如，壳体30可包括横穿壳体30的不同表面的其它开放侧。另外，壳体30可不包括盖，或可包括多个盖。另外，虽然所示壳体30容纳多至六个电化学电池32，但是电池组模块20的壳体30可容纳任意数量的电化学电池32。例如，壳体30可容纳1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12或更多个电化学电池32。

根据本公开，每一个电化学电池32包括铰接通风孔38，铰接通风孔38压铸于电化学电池32的外壳中，其中铰接通风孔38配置成允许电化学电池32的外壳内部的气体排出(如果该外壳内的内部压力超出铰接通风孔38的压力阈值)。虽然所示实施例中的每个电化学电池32的铰接通风孔38示出于电化学电池32的外壳的外侧上，但是铰接通风孔38通常压铸于电化学电池32的外壳的内表面上。压铸过程可在电化学电池32的外壳的外侧上形成标记物，如所示。

电化学电池32中的一者的实施例以分解透视图示出于图4中，其具有外壳50和设置于外壳50的内表面52上的铰接通风孔38。在所示实施例中，电化学电池32包括外壳50、外壳50内部的电极叠堆54，和底部盖56。外壳50可为金属外壳，诸如铝外壳。电极叠堆54通过外壳50的开放底部侧58(例如，开放底部部分、开放底部端部)***外壳50中，并且底部盖56覆盖开放底部侧58。例如，底部盖56可在开放底部侧58之上粘合地耦接至外壳50，或底部盖56可在开放底部侧58之上焊接或以其它方式耦接至外壳50。外壳50还包括顶部部分62(例如，顶壁、顶部侧、顶部端部)。在所示实施例中，顶部部分62脱离外壳50以示出设置于外壳50的内表面52(例如，外壳50的顶部部分62的内表面52)上的特征。然而，顶部部分62可与外壳50一体形成，例如，与外壳50的侧部分或侧面板63一体地形成。

如所示，顶部部分62包括开口64，开口64配置成接纳电化学电池32的端子66。出于稳定性，端子66可直接地耦接至电极叠堆54，或居间部件(intervening component)可保持端子66并且该居间部件可交接(例如，接合)电极叠堆54。因此，随着电极叠堆54通过开放底部侧58***外壳50中，端子66延伸至并延伸穿过外壳50的顶部部分62中的开口64。外壳50的顶部部分62的内表面52也包括铰接通风孔38。例如，如先前所描述，铰接通风孔38压铸于外壳50的顶部部分62上的内表面52中。应当指出的是，铰接通风孔38可压铸于与外壳50的顶部部分62上的内表面52不同的外壳的表面上。然而，将铰接通风孔38压铸于相对于重力面向下的外壳50的表面(例如，内表面52)上降低了冷凝物进入(例如，聚集)铰接通风孔38的凹槽中的可能性，其中冷凝物可不利地影响外壳50。另外，应当指出的是，与内表面52相对的外表面53可在内表面52上的压铸铰接通风孔38之上为基本上齐平的(例如，无凹入、凹槽或其它特征)，从而降低了冷凝物形成或积聚于外表面53上的可能性。在某些实施例中，铰接通风孔38在内表面52上的压铸可在外表面53上形成可视标记物，该可视标记物不包括显著的凹槽、凹入，或将以其它方式收集冷凝物和/或其它液体的其它特征。

出于清晰目的，铰接通风孔38(例如，在外壳50的顶部部分62的内表面52上)的实施例的底视图示出于图5中。在所示实施例中，铰接通风孔38包括开槽或精压区域78，以及在开槽或精压区域78内的断裂部分80、断裂部分80的任一侧上的铰链部分82以及在断裂部分80和铰链部分82之间延伸的连接部分84。这些部分80、82、84均为压铸于外壳50的顶部部分62的内表面52中的凹槽。另外，开槽或精压区域78也压铸于外壳50的顶部部分62的内表面52中。一般来讲，断裂部分80相比于铰链部分82压铸较深，使得外壳50的顶部部分62在断裂部分80处的横截面宽度小于外壳50的顶部部分62在铰链部分82处的横截面宽度。因此，断裂部分80在相比于铰链部分82的较小压力阈值下断裂。在外壳50内部的内部压力超出断裂部分80的压力阈值之后，限定于断裂部分80和铰链部分82之间的翼片86围绕铰链部分82从断裂部分80向外打开，从而允许气体从外壳50的内部排出至周围环境(例如，壳体30的腔室)。在断裂部分80和铰链部分82之间延伸的连接部分84也可沿着断裂部分80完全地或部分地断裂，以允许翼片86围绕铰链部分82打开(例如，旋转)。根据该实施例，连接部分84可压铸至与断裂部分80相同的深度，与铰链部分82相同的深度，或压铸至与断裂部分80和铰链部分82不同的深度。另外，连接部分84的深度沿着每个连接部分84可改变。这些和其它特征将在下文参考后续附图详细地描述。

图5中的沿着线6-6截取的铰接通风孔38的实施例的剖视图示出于图6中。在所示实施例中，铰接通风孔38压铸于外壳50的顶部部分62的内表面52中，如先前所描述。铰接通风孔38可经由单个一体式压模进行压铸。另选地，铰接通风孔38可用对应于铰接通风孔38的某些特征的多个不同压模进行压铸。例如，一个压模可用于压铸精压区域78，并且另一个压模可用于压铸铰链部分82、断裂部分80和连接部分84(其在所示剖视图中为不可见的)。

铰接通风孔38的断裂部分80被压铸第一深度，从而得出断裂部分80的第一横截面宽度100；而铰链部分82被压铸第二深度，从而得出铰链部分82的第二横截面宽度102；铰链部分82的第二横截面宽度102大于断裂部分80的第一横截面宽度100。精压区域78被压铸第三深度，从而得出第三横截面宽度104；第三横截面宽度104分别大于断裂部分80的第一横截面宽度100和铰链部分82的第二横截面宽度102两者。因为断裂部分80的第一横截面宽度100为铰接通风孔38中的最小横截面宽度，所以断裂部分80配置成在比铰接通风孔38的任何其它区域低的压力阈值下断裂。因为铰链部分82的第二横截面宽度102小于除断裂部分80的第一横截面宽度100之外的铰接通风孔38中的任一横截面宽度，所以在断裂部分80断裂(例如，响应于超出断裂部分80的压力阈值的外壳50的内部110上的内部压力)之后，铰链部分82允许铰接通风孔38的翼片86(例如，在断裂部分80和铰链部分82之间延伸)围绕铰链部分82旋转。例如，断裂状态下的铰接通风孔38的实施例的剖视图示出于图7中。

根据该实施例，用于压铸铰接通风孔38的断裂部分80和铰链部分82的压模可致使断裂部分80和铰链部分82形成各种形状。例如，铰接通风孔38的例如断裂部分80的实施例的剖视图示出于图8至图10中。在图8中，压模致使断裂部分80的凹槽形成梯形形状。在图9中，压模致使断裂部分80的凹槽形成半椭圆形或半狭槽形状。在图10中，压模致使断裂部分80的凹槽形成三角形形状。应当指出的是，断裂部分80的凹槽可为用于通风的任何合适形状。另外，应当指出的是，铰接通风孔38的铰链部分82(例如，示出于图6和图7中)可包括以与断裂部分80相同或不同的形状所压铸的凹槽。

根据该实施例，横穿外壳50的顶部部分62的内表面52的铰接通风孔38的形状也可改变。铰接通风孔38的形状可确定成使通风区域最大化(例如，增大翼片86的开口)，使通风压力阈值最小化(例如，允许断裂部分80在外壳50的内部100在较低内部压力下断裂)，或两者。例如，铰接通风孔38的实施例的示意性底视图(例如，从外壳50的顶部部分62的内部110)示出于图11至图13中。首先聚焦于图11中的铰接通风孔38的实施例，断裂部分80在方向111上沿着精压区域78延伸。断裂部分80的任一侧上的铰链部分82也在方向111上基本上平行于断裂部分80(例如，±2度内)沿着精压区域78延伸。连接部分84以钝角113延伸自断裂部分80的端部112，从端部112向外延伸，并且耦接至铰链部分82。换句话讲，铰链部分82长于断裂部分80，并且连接部分84在断裂部分80的端部112和铰链部分82的端部114之间延伸。连接部分84可以以与断裂部分80相同的深度进行压铸。

在图12中，断裂部分80在方向111上沿着精压区域78延伸。断裂部分80的任一侧上的铰链部分82也在方向111上基本上平行于断裂部分80(例如，±2度内)沿着精压区域78延伸。连接部分84以锐角115延伸自断裂部分80的端部112，从端部112向内延伸，并且耦接至铰链部分82。换句话讲，铰链部分82短于断裂部分80，并且连接部分84在断裂部分80的端部112和铰链部分82的端部114之间延伸。

在图13中，断裂部分80在方向111上沿着精压区域78延伸。断裂部分80的任一侧上的铰链部分82也在方向111上基本上平行于断裂部分80(例如，±2度内)沿着精压区域78延伸。连接部分84以基本上直角116(例如，在±2度内垂直于断裂部分80)延伸自断裂部分80的端部112，并且耦接至铰链部分82。换句话讲，铰链部分82和断裂部分80为相同长度，并且连接部分84在断裂部分80的端部112和铰链部分82的端部114之间延伸。

如先前所指出，并且参考图6至图13，铰链部分82相比于断裂部分80压铸较浅，使得外壳50的顶部部分62在断裂部分80处的横截面宽度100小于外壳50的顶部部分62在铰链部分82处的横截面宽度102。连接部分84可包括与断裂部分80的横截面宽度(例如，横截面宽度100)相等或与铰链部分82的横截面宽度(例如，横截面宽度102)相等的横截面宽度。在一些实施例中，连接部分84可包括沿着连接部分84从断裂部分80至铰链部分82的锥形横截面宽度。例如，连接部分84可包括紧邻于断裂部分80的断裂部分80的横截面宽度100、紧邻于铰链部分82的铰链部分82的横截面宽度102，和从紧邻于断裂部分80至紧邻于铰链部分82的锥形横截面宽度。

制造具有铰接通风孔38的外壳50的方法130的实施例的工艺流程图示出于图14中。在所示实施例中，方法130包括从片材金属深拉延外壳50(方框132)。例如，片材金属可被润滑和拉延或冲压成外壳50的形状。可包括润滑以阻止片材金属在深拉延过程期间撕裂。然后，片材金属可经由冲床或压铸机构进行推送。在一些实施例中，片材金属可被推送通过部件中的开口；随着冲床或压铸机构将片材金属推送通过该开口，该开口接纳所拉延的片材金属。一般来讲，深拉延过程为冷成型过程。

方法130还包括以压模压铸外壳50的顶部部分62的内表面52(方框134)。例如，顶部部分62可定位成使得压模设置于顶部部分62的内表面52之上，并且该压模可被压缩至外壳50的顶部部分62的内表面52中。随着压模按压至内表面52(例如，金属或铝内表面52)中，内表面52上的材料从该压模向外移动。应当指出的是，压模可包括精压区域78，或精压区域78可在压铸例如铰接通风孔38的断裂部分80、铰链部分82和连接部分84之前由不同压模进行压铸。另外，应当指出的是，压模可为上文参考深拉延过程所描述的冲床或压铸机构的特征或部件。换句话讲，铰接通风孔38可与外壳50的深拉延同时形成。另选地，外壳50可被深拉延，并且压模可应用为深拉延的额外步骤(冷成型过程)。

方法130还包括从铰接通风孔38擦除过量材料(方框136)。例如，在压模将铰接通风孔38压印于外壳50的顶部部分62的内表面52上之后，材料可沉积于铰接通风孔38的外侧(例如，铰接通风孔38的精压区域78的外侧)。根据这些实施例，过量材料可从铰接通风孔38擦除以阻止铰接通风孔38的加工硬化。一般来讲，加工硬化可强化铰接通风孔38(例如，增大断裂部分80的压力阈值或断裂阈值)，这可为不期望的。然而，可期望的是加工硬化外壳50的其它区域，例如，外壳50的侧面板63。因此，过量材料可朝着外壳50的侧面板63或其它区域擦除，这可加工硬化侧面板63并强化侧面板63。实际上，所强化的侧面板63可改善外壳50对外壳50内的电极叠堆54的溶胀的抗性。另外，应当指出的是，过量材料的擦除可与外壳50的深拉延和/或铰接通风孔38的压铸基本上同时进行，或过量材料的擦除可作为与外壳50的深拉延、铰接通风孔38的压铸或两者分离的额外步骤进行。

所公开实施例中的一个或多个(单独或组合)可提供可用于电池组模块和部分电池组模块的制造的一个或多个技术效果。一般来讲，本公开的实施例包括具有铰接通风孔的电化学电池，该铰接通风孔压铸于该电化学电池的外壳的顶部部分的内表面上。铰接通风孔可允许通过该铰接通风孔的断裂部分从外壳的内部进行通风。铰接通风孔的某些部分的几何形状和/或深度可确定成增大铰接通风孔的通风区域，减小铰接通风孔的通风压力阈值，或其组合。另外，铰接通风孔可以以该铰接通风孔不进行加工硬化的方式压铸于外壳中。另外，得自压铸过程的过量材料通过从外壳的铰接通风孔和/或底侧或侧面板擦除该过量材料可再循环以对侧面板进行加工硬化，这可为期望的。本说明书中的技术效果和技术问题为示例性的并且为非限制性的。应当指出的是，本说明书中所描述的实施例可具有其它技术效果，并且可解决其它技术问题。

虽然仅已示出并描述了某些特征和实施例，但是本领域的技术人员可想到许多修改和变更(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、使用材料、颜色、取向，等等的变化)，而在实质上不脱离所公开主题的新颖性教导和优点。任何过程和方法步骤的次序或序列根据替代实施例可更改或重新排序。此外，为了提供示例性实施例的简洁描述，可能未描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何此类实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，可做出许多特定于实施方式的决策。此类开发努力可为复杂的并且耗时的，然而对于受益于本公开的技术人员而言将为设计、制作和制造的例行任务而无需过度的实验。

Claims (38)

1.一种电化学电池，包括：

外壳，所述外壳配置成容纳所述电化学电池的一个或多个电极，其中所述外壳包括具有面向所述一个或多个电极的内表面的顶部部分，其中所述外壳的所述顶部部分配置成接纳所述电化学电池的多个端子；和

铰接通风孔，其中所述铰接通风孔包括：断裂部分；在所述断裂部分的两侧的每一侧上基本上平行于所述断裂部分延伸的铰链部分；以及在所述断裂部分和所述铰链部分之间延伸的连接部分，其中所述铰接通风孔设置到所述外壳的所述顶部部分的相对于重力面向下的所述内表面中，使得所述铰接通风孔中形成的所有凹槽朝向下，从而所述铰接通风孔中形成的所有凹槽中不收集冷凝物或水分，因为冷凝物或水分由于重力将从所述凹槽落下，其中所述断裂部分包括穿过所述外壳的所述顶部部分的第一横截面宽度，并且所述铰链部分中的每个铰链部分包括穿过所述外壳的所述顶部部分的第二横截面宽度，所述第二横截面宽度大于所述第一横截面宽度。

2.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述断裂部分为第一长度，所述铰链部分中的每个铰链部分为第二长度，所述第一长度基本上等于所述第二长度，并且所述连接部分从所述断裂部分以基本上直角在所述断裂部分和所述铰链部分之间延伸。

3.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述断裂部分为第一长度，所述铰链部分中的每个铰链部分为第二长度，所述第一长度大于所述第二长度，并且所述连接部分相对于所述断裂部分以锐角在所述断裂部分和所述铰链部分之间延伸。

4.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述断裂部分为第一长度，所述铰链部分中的每个铰链部分为第二长度，所述第一长度小于所述第二长度，并且所述连接部分从所述断裂部分以钝角在所述断裂部分和所述铰链部分之间延伸。

5.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述连接部分包括穿过所述外壳的所述顶部部分的第三横截面宽度，并且所述第三横截面宽度等于所述第一横截面宽度。

6.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述连接部分包括穿过所述外壳的所述顶部部分的第三横截面宽度，并且所述第三横截面宽度等于所述第二横截面宽度。

7.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述外壳的所述顶部部分与所述外壳的侧部为一体的。

8.根据权利要求7所述的电化学电池，其中所述外壳包括与所述顶部部分相对的开放底部部分，并且所述开放底部部分配置成接纳所述电化学电池的所述一个或多个电极。

9.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述铰接通风孔包括围绕所述铰接通风孔的所述断裂部分、所述铰链部分和所述连接部分的精压区域，所述精压区域包括穿过所述外壳的所述顶部部分的第三横截面宽度，并且所述第三横截面宽度大于所述第一横截面宽度和所述第二横截面宽度。

10.根据权利要求1所述的电化学电池，其中限定所述断裂部分、所述铰链部分和所述连接部分的凹槽为梯形凹槽、三角形凹槽、半椭圆形凹槽、半狭槽凹槽，或它们的组合。

11.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述电化学电池为棱柱式电池、锂离子(Li离子)电池，或它们的组合。

12.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述外壳为金属的。

13.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述顶部部分包括与所述内表面相对的外表面，并且所述铰接通风孔不包括延伸至或突出自所述外表面的特征。

14.根据权利要求1所述的电化学电池，其中与所述铰接通风孔相对的所述顶部部分的外表面在所述内表面上的所述铰接通风孔之上为基本上齐平的。

15.一种电化学电池的外壳，包括：

开放底部端部，所述开放底部端部配置成接纳一个或多个电极；

顶部部分，所述顶部部分与所述底部端部相对；

侧面板，所述侧面板在所述开放底部端部和所述顶部部分之间延伸，其中所述侧面板与所述顶部部分为一体的；和

铰接通风孔，其中所述铰接通风孔包括：断裂部分；所述断裂部分的第一侧上的第一铰链部分和与所述断裂部分的所述第一侧相对的所述断裂部分的第二侧上的第二铰链部分；以及从所述断裂部分的任一端部相应地向所述第一铰链部分和所述第二铰链部分延伸的连接部分，

其中所述断裂部分、所述第一铰链部分、所述第二铰链部分和所述连接部分各自包括通向所述外壳的相应凹槽，其中所述铰接通风孔设置到所述外壳的所述顶部部分的相对于重力面向下的内表面中，使得所述铰接通风孔中形成的所有凹槽朝向下，从而所述铰接通风孔中形成的所有凹槽中不收集冷凝物或水分，因为冷凝物或水分由于重力将从所述凹槽落下，并且其中所述顶部部分包括开口，所述开口配置成接纳所述电化学电池的相应的多个端子。

16.根据权利要求15所述的外壳，其中所述断裂部分包括穿过所述外壳的所述顶部部分的第一横截面宽度，所述第一铰链部分和所述第二铰链部分中的每一者包括穿过所述外壳的所述顶部部分的第二横截面宽度，并且所述第一横截面宽度小于所述第二横截面宽度。

17.根据权利要求15所述的外壳，其中所述连接部分包括穿过所述外壳的所述顶部部分的所述第一横截面宽度。

18.根据权利要求15所述的外壳，包括铝顶部部分。

19.根据权利要求15所述的外壳，其中所述侧面板包括从所述顶部部分上的所述铰接通风孔擦除的过量材料以对所述侧面板进行加工硬化。

20.一种电化学电池的外壳，包括：

开放底部部分，所述开放底部部分配置成接纳一个或多个电极；

顶部部分，所述顶部部分与所述开放底部部分相对；

侧面板，所述侧面板在所述开放底部部分和所述顶部部分之间延伸；和

铰接通风孔，其中所述铰接通风孔包括：断裂部分；在所述断裂部分的任一侧上基本上平行于所述断裂部分延伸的铰链部分；和从所述断裂部分的任一端部延伸至所述铰链部分的任一端部的连接部分，

其中所述断裂部分、所述铰链部分和所述连接部分各自包括通向所述外壳的相应凹槽，其中所述铰接通风孔设置到所述外壳的所述顶部部分的相对于重力面向下的内表面中，使得所述铰接通风孔中形成的所有凹槽朝向下，从而所述铰接通风孔中形成的所有凹槽中不收集冷凝物或水分，因为冷凝物或水分由于重力将从所述凹槽落下，

其中所述断裂部分包括穿过所述外壳的所述顶部部分的第一横截面宽度，所述铰链部分包括穿过所述外壳的所述顶部部分的第二横截面宽度，并且所述第一横截面宽度小于所述第二横截面宽度。

21.根据权利要求20所述的外壳，其中所述连接部分包括穿过所述外壳的所述顶部部分的所述第一横截面宽度。

22.根据权利要求20所述的外壳，包括铝顶部部分。

23.根据权利要求20所述的外壳，其中所述侧面板与所述顶部部分为一体的，并且其中所述侧面板包括从所述顶部部分上的所述铰接通风孔擦除的过量材料以对所述侧面板进行加工硬化。

24.根据权利要求20所述的外壳，其中所述顶部部分包括与所述内表面相对的外表面，并且所述顶部部分的所述外表面是齐平的。

25.一种电化学电池，包括：

一个或多个电极；

根据权利要求20-24任一项所述的外壳，所述外壳配置成容纳所述电化学电池的所述一个或多个电极，其中所述外壳包括具有面向所述一个或多个电极的内表面的顶部部分，其中所述外壳的所述顶部部分配置成接纳所述电化学电池的端子；以及

底部盖，所述底部盖配置成覆盖所述外壳的所述开放底部部分。

26.根据权利要求25所述的电化学电池，其中所述断裂部分为第一长度，所述铰链部分为第二长度，所述第一长度基本上等于所述第二长度，并且所述连接部分从所述断裂部分以基本上直角在所述断裂部分和所述铰链部分之间延伸；或

其中所述断裂部分为第一长度，所述铰链部分为第二长度，所述第一长度大于所述第二长度，并且所述连接部分相对于所述断裂部分以锐角在所述断裂部分和所述铰链部分之间延伸；或

其中所述断裂部分为第一长度，所述铰链部分为第二长度，所述第一长度小于所述第二长度，并且所述连接部分从所述断裂部分以钝角在所述断裂部分和所述铰链部分之间延伸。

27.根据权利要求25所述的电化学电池，其中所述连接部分包括穿过所述外壳的所述顶部部分的横截面宽度，并且所述横截面宽度等于所述第一横截面宽度；或

其中所述连接部分包括穿过所述外壳的所述顶部部分的横截面宽度，并且所述横截面宽度等于所述第二横截面宽度；或

其中所述连接部分包括锥形横截面宽度，所述锥形横截面宽度从紧邻所述断裂部分的所述断裂部分的所述第一横截面宽度渐缩至紧邻所述铰链部分的所述铰链部分的所述第二横截面宽度。

28.根据权利要求25所述的电化学电池，其中所述外壳的所述顶部部分与所述外壳的侧面板为一体的。

29.根据权利要求25所述的电化学电池，其中所述铰接通风孔包括围绕所述铰接通风孔的所述断裂部分、所述铰链部分和所述连接部分的精压区域，所述精压区域包括穿过所述外壳的所述顶部部分的第三横截面宽度，并且所述第三横截面宽度大于所述第一横截面宽度和所述第二横截面宽度。

30.根据权利要求25所述的电化学电池，其中限定所述断裂部分、所述铰链部分和所述连接部分的凹槽为梯形凹槽、三角形凹槽、半椭圆形凹槽、半狭槽凹槽，或它们的组合。

31.根据权利要求25所述的电化学电池，其中所述电化学电池为棱柱式电池、锂离子(Li离子)电池，或它们的组合；和/或

其中所述外壳为金属的；和/或

其中所述顶部部分包括与所述内表面相对的外表面，并且所述铰接通风孔不包括延伸至或突出自所述外表面的特征。

32.一种在电化学电池的外壳上制造铰接通风孔的方法，包括：

以压模压铸所述外壳的顶部部分的内表面，所述压模包括所述铰接通风孔的断裂部分、所述铰接通风孔的铰链部分和所述铰接通风孔的连接部分，其中所述铰链部分在所述断裂部分的任一侧上并且比所述断裂部分浅，所述连接部分从所述断裂部分的任一端部延伸至所述铰链部分的任一端部，其中所述铰接通风孔压铸到所述外壳的所述顶部部分的相对于重力面向下的所述内表面中，使得所述铰接通风孔中形成的所有凹槽朝向下，从而所述铰接通风孔中形成的所有凹槽中不收集冷凝物或水分，因为冷凝物或水分由于重力将从所述凹槽落下。

33.根据权利要求32所述的方法，包括压铸精压区域，所述精压区域围绕所述断裂部分、所述铰链部分和所述连接部分并且比所述断裂部分、所述铰链部分和所述连接部分浅。

34.根据权利要求33所述的方法，其中所述精压区域在压铸所述断裂部分、所述铰链部分和所述连接部分之前进行压铸。

35.根据权利要求32所述的方法，其中将得自压铸所述断裂部分、所述铰链部分和所述连接部分的过量材料沿着所述外壳的侧面板的侧内表面从所述外壳的所述顶部部分的所述内表面擦除以对所述侧面板进行加工硬化。

36.一种在电化学电池的外壳上制造压铸通风孔的方法，包括：

以压模压铸所述外壳的顶壁的内表面，所述压模包括所述压铸通风孔的断裂部分、所述压铸通风孔的铰链部分和所述压铸通风孔的连接部分，其中所述铰链部分设置在所述断裂部分的两侧的每一侧上并且比所述断裂部分浅，所述连接部分从所述断裂部分的任一端部延伸至每个所述铰链部分的任一端部，其中所述顶壁配置成接纳所述电化学电池的多个端子，其中所述压铸通风孔压铸到所述外壳的所述顶壁的相对于重力面向下的所述内表面中，使得所述压铸通风孔中形成的所有凹槽朝向下，从而所述压铸通风孔中形成的所有凹槽中不收集冷凝物或水分，因为冷凝物或水分由于重力将从所述凹槽落下。

37.根据权利要求36所述的方法，包括压铸精压区域，所述精压区域围绕所述断裂部分、所述铰链部分和所述连接部分并且比所述断裂部分、所述铰链部分和所述连接部分浅。

38.根据权利要求37所述的方法，其中所述精压区域在压铸所述断裂部分、所述铰链部分和所述连接部分之前进行压铸。

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