[发明专利]包括柔性产生元件与机械和热调节所述元件的系统的电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种具体用于电动或混合机动车辆牵引的电池，也就是说包括驱动从动轮的电动马达，该电动马达与驱动这些轮或其它可能的从动轮的热发动机相组合。

背景技术

特别地，本发明适用于高度混合的热车辆，该车辆可以实现牵引链的完全电气化。在这种情况下，电池不仅仅用于在加速阶段辅助车辆，还在较远或较近的距离上提供车辆的自发运动。

为保证所关注应用需要的动力和能量水平，需要制造包括多个电能产生元件的电池。

然而，当这些元件充电和放电时，其结果是产生热量，如果热量不受到控制，将产生降低元件使用寿命的影响，或者甚至在极端条件下引起元件的特定化学成分热失控的风险，导致电池的退化。

因此，为了优化电池的性能和使用寿命，用于元件的热调节系统被集成在电池内。特别地，热调节系统可包括用于热调节液体的循环路径，所述路径基本上围绕该产生元件而形成。

另外，在预期的汽车应用中，系统的效率必须要高，因为取决于电流密度以及电流密度变化的热耗散峰值可能会达到很高的值，特别是在高加速度、再生制动、电池快速放电或者在电动模式下运行在快车道时。

传统产生元件包括至少一个电化学单电池，例如由相继充当阴极和阳极的电活性层的叠层构成的锂离子或锂聚合物型电化学单电池，所述电活性层通过电解质被相互接触地放置。

这些电化学单电池通常被封装在刚性、气密性容器中以保护它们不受到外界冲击。特别地，这些容器可由深拉拔金属片制成以形成杯体，在引入卷绕叠层后，可通过焊接盖子而封闭杯体。

这种类型的封装有特定的缺陷，这些缺陷包括制造成本高，以及需要电绝缘金属杯体的至少一个电极和需要增加泄压阀以在元件过度充电或过热的情况下释放压力。

为了克服这些缺陷，已经提出通过将电活性层的平坦叠层封装在密封柔性封套中以形成产生元件。另外，这种类型的产生元件典型地具有增加与热调节液体的交换表面的棱柱几何形状。

然而，对于这种封套，元件的机械强度显著降低，这违反了当前汽车工业中的限制，特别是与撞击有关的限制。

另外，叠层于是容易变形，特别是在电活性层彼此相对运动时。特别地，这种变形可能由充当阳极或阴极的活性材料的体积按照锂离子插入速率发生变化而引起。

这些运动的结果是所述电活性层之间接触电阻的变化，所述变化产生附加的热量，这可导致过早老化、可用能量受限和触发热失控的风险。

发明内容

本发明目的在于通过提出一种电池以改善现有技术，这种电池结合了使用具有柔性元件的产生元件的优点与机械和热封装系统的优点，该机械和热封装系统在考虑到电化学行为和汽车工业中相对的电流约束、特别是与撞击有关的电流约束的情况下改善了电池的使用寿命和安全性。

为此，本发明提出一种包括多个电能产生元件的电池，所述电能产生元件由封装在柔性密封封套内的至少一个电化学单电池形成，所述电池还包括用于所述元件的机械和热调节的系统，所述调节系统形成由导热材料构成的结构体，所述结构体具有两个纵向构件和多个横向构件，所述横向构件连接所述纵向构件以在横向构件之间形成壳体，在所述壳体中分别布置有产生元件，所述结构体包括用于热调节流体的循环路径，所述路径包括分别形成在一个纵向构件中的两个沟道、以及形成在每一个横向构件中的通道，所述两个沟道分别为上游沟道和下游沟道，所述通道在每一侧上相对于上游沟道和下游沟道流体连通。

附图说明

通过参照附图，本发明其它特性和优点将体现在后面的说明书中，其中：

图1是根据本发明一个实施例的电池的部分剖开透视图的局部视图，其具体示出了机械和热封装系统的结构体以及其中的产生元件的配置；

图2是图1中电池透视图的局部视图，以分解图示出了产生元件以及相连的总线条和电子卡；

图3是图1中电池的横截面视图，也示出了布置在保护容器中的结构体；

图4是图1中电池的纵截面的部分视图，也示出了布置在保护容器中的结构体；

图5是根据图1的电池的电化学单电池的纵截面视图；

图6是形成根据图1的电池的结构体的一个模块的透视图；

图7是示出位于根据图6的两个模块之间的产生元件的布置的分解透视图；

图8是根据图7的产生元件的透视图，通过结构矩阵示出了所述元件的包覆的配置；