[发明专利]动力供应系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2005年3月16日提交的申请号为60/662,418的美国临时申请的利益，其引用于此作为参考。

发明背景

1.技术领域

本发明涉及一种动力供应系统，更具体地说，涉及一种可以用于例如混合动力电动车辆的动力供应系统。

2.背景技术

用于多种应用途径的圆柱形电池单元具有标准化的尺寸，价格相对低廉，并且普遍可以得到。所有这些品质使得它们成为制造高压电池的极佳候选。然而，将其多个组合起来制造高压电池时，它们的圆柱形形状产生了很多的挑战。例如，独立的电池单元需要互相电连接，这就会产生多个电连接，增加成本和电池组的重量。此外，独立的电池单元通常以各种沉重且笨重的排列组合在一起，可能需要起重辅助装置来移动。

一种避免在相邻电池单元之间使用多个连接条的方式是，将电池放置成端到端(end-to-end)构造的长列。这种方法的一个问题是，每个独立的电池单元具有受制于制造公差的长度。放在单列中的单元数目越多，该列的总长度就越有可能变化。由公差累加引起的该问题，会导致电池终端在列末端对不齐。

除了电池单元长度的不同之外，任何互连组件的尺寸差异都会加剧公差累加问题。因此，如果两相邻的电池列中的一列明显比另一列长时，就很难使它们相互连接。此外，电池终端和连接器之间需要均匀接触，以确保足够低电阻的电连接。未对齐的终端很难、或者说不可能达到这种均匀接触。

传统的电池单元排列还具有其它缺点。例如，维修人员在试图接近一个或多个独立电池单元时可能会暴露在高电压下。因为将独立单元电连接到一起所需的多个暴露的电池连接，可能会很成问题。此外，需要以使单元间的温差最小的方式冷却每个电池单元。这在传统的电池排列中十分困难，传统的电池排列中某些单元因其靠近冷却源而典型地比其它单元接收更强的冷却。某些电池排列甚至需要二级结构，例如电池舱壁，以形成压力通风部分或用于冷却过程的其它管道。这就意味着电池结构的任何变化、或电池组向其它位置的移动必然改变冷却机构。这种灵活性的缺乏在很多应用中，具体说是在混合动力电动车辆(HEV)中，是不期望的，在混合动力电动车辆中设计的灵活性很重要。

除了电池组自身构造或其位置之外，其它因素也会影响电池单元的均匀冷却。例如，在大型电池单元排列中的不同位置可能需要多个不同的温度传感器。还更需要这样的温度传感器与一个或多个电池单元直接接触，以使单元的温度可以直接被测定。

在传统的电池排列中，温度传感器往往置于电池壳体上，这样电池单元的温度不是直接测定的。更准确地说，测定的是电池壳体的温度，必须使用某些矫正因子来估计附近电池单元的温度。然而，如果将温度传感器与电池单元接触放置，或非常接近电池单元，则传感器就会干扰电池单元周围的气流，导致不均匀的气流和不期望的电池单元温度差异。

因此，需要使动力供应系统能够克服传统动力供应系统的某些或全部、例如上述的缺点。

发明内容

本发明的一个优点是，其可使圆柱形电池单元预装在一个相对较小的矩形包装中，该包装易于堆叠并且相互适配到一起以得到一个更大的电池。

本发明的另一个优点是，每个小包装的单元可以制成相对较低的电压，其增加了安全性。此外，高压装置可能需要绝缘罩，而在本发明的实施例中这是不需要的。

本发明提供一种动力供应系统，其中单个电池单元可以以端到端的方式连接成列，以形成电池模块。多个这样的电池模块可以置于一个壳体中，形成“块”，其为可以用于制造更大的电池总成的基本构建块。为了消除有关相邻电池模块的公差累加问题，块可以以这样的方式形成，即包括用于电池模块中某些或全部电池单元的定位装置。定位装置可以适当地隔开，从而使电池模块的长度变化最小化。这有助于确保位于每个电池模块末端的终端在壳体末端位于距离块末端一个适当的距离上，以使它们可以很容易地连接至同一块或相邻块中的相邻模块。

本发明还提供一种用于将多个模块电连接到一起，以提供高压输出的系统，其中维修人员仅暴露于整个输出电压中的一小部分。本发明使用终端连接器，或内部连接，其除了使相邻的单元或模块连接到一起之外，还覆盖另一组单元或模块的电连接。因此，第一对单元或模块在可以接近相邻一对单元或模块的连接之前必须相互分离。这样，大电池总成必须分段地分离，以使暴露的终端仅仅是那些具有低电势通过的终端。