[发明专利]电池盒和用于固定电池盒的方法

说明书

发明领域

本文所描述的实施例大体涉及电池组，且更特别地，涉及 改进的电池盒和用于将该电池盒固定在电动和混合车辆中的方法。

在电动车辆、混合电动车辆以及非车辆应用中(举几个例 子，例如机车、非公路采矿车、海事应用、公共汽车和小汽车以及起 重机)，电池组是重要的部件，其用来储存制动期间再生以用于之后在 检测期间使用和/或在需求较低时产生以用于之后使用的能量的一部 分，从而提高燃料效率。

图1图示了传统电池组11的内部组件10，且图2示出了 具有图1的内部组件10的传统电池组11的截面视图。如图所示，传 统电池组11的内部组件10包括基板12，该基板12也称为凸点板， 其具有多个凸点(button)或突起13，该多个凸点或突起13构造成以便 支承通过多个汇流排(bus bar)(未示出)而彼此电连接的多个电池 14(cell)。分隔电池14的组，自冷却集管18供应空气的多个冷却管或 板16设计成将电池14保持在希望的操作温度范围内。对普通技术人 员将显而易见地是，在此处图1仅仅是为了说明传统电池组11的部 件的目的而呈现的，仅包括少量的电池14，以便使所示和所描述的其 它特征更加清楚，并且不应被认为是限制以任何方式公开的不同实施 例，或者认为是商品的展示。例如，在一些传统电池组中，与图1所 示的内容不同，冷却板16提供于各排电池14之间。

如图2所示，云母片20充塞在相邻电池14之间，以便使 电池14彼此之间绝缘，并使电池14与传统电池组11的机械包装绝 缘。传统电池组11的机械包装还包括包围内部组件10的内部壳体22， 该内部壳体22通过绝缘材料层26与外部壳体24隔离。典型地，内 部壳体22和外部壳体24之间的空间被抽空，以便使传递到和/或来自 电池组11的热传递最小化。提供加热器28以将电池组的温度提高到 期望的操作水平。

正如普通技术人员所理解的那样，已知有许多不同类型的 电池组存在，并且本文所公开的实施例不限于特定的电池组类型，然 而，当前的高温度电池组，例如钠镍氯化物电池组，由于几个部件的 柔性特性和缺乏结构和/或机械完整性而易于失效，从而导致由静态负 载和/或例如由携带电池组11的车辆的运行所产生的动态机械振动而 引起的过早损坏。例如，鉴于绝缘材料26的顺从性(complaint nature)， 应用于内部壳体22和外部壳体24之间的真空趋于使这些部件朝彼此 之间弯曲，从而形成非一致表面来支承电池14，并使电池组仅在外部 壳体24的边缘处倚靠在支承面上。然而，在已知典型汇流排的抗拉 强度的情况下，仅仅需要少量的电池-电池偏斜就打破了电池之间的 电连接。动态荷载使这个问题进一步加重了，其中，机械振动引起了 云母片20和电池14相对于彼此的相对运动，从而导致由汇流排故障 引起的电池之间的电连接损失、电蠕变和/或由于紧凑空间引起的放电 (strike)故障，以及对云母片的机械和绝缘特性的损害。

传统电池组的其它已知技术挑战包括但不限于：由电绝缘 材料隔离引起的蠕变和放电故障；由柔性基底引起的高能低频电池共 振；由共振电池响应引起的大的电池移位；由于大的电池移位引起的 基板和冷却管之间的接头的机械故障、内部电池损坏(热电池)、汇流 排破裂、内电池组壳损坏以及加热器片破裂和穿孔；由于内电池组壳 损坏引起的真空损失；由于加热器片破裂和穿孔而引起的加热器连续 性损失；由于加热器连续性损失引起的维持适当电池组温度的能力的 损失，电池导电性(和/或适当操作)的损失；由于内电池损坏引起的内 电池隔离密封件的损坏；以及由于内电池隔离密封件的损坏而引起的 液态钠的泄漏。另外，这些电池组沉重且可在10000V以上的电压下 操作，从而在安装和维修期间需要专门的操纵设备，同时在连接和断 开上述应用中的传统电池组时使操作人员暴露于高压危险之下。

因而，需要开发一种具有改进的机械强度和完整性的电池 盒，以适当地容纳电池组和使电池组与静态和动态载荷隔离，从而延 长在电动和/或混合运输车辆(包括机车)的高振动环境中使用的电池组 的寿命。

发明简述