[发明专利]具有用于电池元的膨胀限制器的电池单元

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种电池单元，其包括组合电池模块并且装设在诸如机动车辆的车辆中，并且更具体地，本发明涉及配备有用于抑制电池元膨胀的膨胀限制器的电池单元。

背景技术

日本专利首次公报No.2011-216401教导如何由多个电气电池元构成的组合电池模块与控制盘一起封装以制成电池单元。这种类型的电池单元可能经历电池元中的每一个由于经常使用而膨胀。因此，已经研究多个技术以抑制电池元的这种膨胀。例如，已经提出将电池元布置在其中的电池壳体，其具有足够大以承受电池元的膨胀的刚性。

特别地，电池壳体设计为安置成与相应的电池元的外表面直接接触以抑制电池元的膨胀。因此，当电池元仍未膨胀或者已稍有膨胀时，电池元将受到由热量或者振动在外部且不良地起作用的机械压力。

例如，当电池单元安装在诸如机动车辆的车辆中时，在车辆行进过程中，机械振动通常持续施加到电池单元上。在减轻电池元受热量或者振动影响的方面仍有改进空间。

发明内容

因此，此公开的目的是提供一种电池单元，其设计为将组合电池模块的不期望的膨胀或者变形降至最低并且不受诸如热量或者振动之类的外部物理因素的影响。

根据本实施方式的一个方面，提供了一种可以与自动车辆一起使用的电池单元。电池单元包括：（a）配备有多个电池元的组合电池模块； （b）控制盘，在控制盘上安装有控制器，控制器用于控制电池元的充电/放电操作；以及（c）储存壳体，组合电池模块和控制盘布置在储存壳体中。储存壳体包括底板，组合电池模块安装在底板上。组合电池模块包括电池本体，在电池本体中，电池元堆叠在底板上。电池单元还包括膨胀限制器，相对于底板，膨胀限制器位于组合电池模块的相反侧。当没有电池元膨胀时，膨胀限制器与电池本体分离，当电池元中的任一个已经膨胀时，膨胀限制器与电池本体实体接触以抑制电池元的膨胀。

组合电池模块的电池本体置于储存壳体的底板与膨胀限制器之间。例如，在电池元随时间推移而膨胀之前，膨胀限制器位于与电池本体距离给定间隔处，并且当电池元中的任一个已经膨胀时，膨胀限制器与电池本体实体接触，由此刚性地承受由电池元的膨胀引起的电池本体的扩张。因此，在电池元膨胀之前，膨胀限制器不在电池元上施加不期望的机械载荷，从而保持电池元不受例如热量或者振动的不良影响。当电池元中的任一个已经膨胀而使得电池本体的表面触碰到膨胀限制器时，膨胀限制器用于限制电池元的膨胀。以此方式，在不增大对电池元的不良影响的情况下，膨胀限制器抑制了电池元的不期望的变形。

在本实施方式的优选模式中，膨胀限制器由压板构成，压板具有足够高程度的刚性以在受到由电池元的膨胀引起的压力时承受电池元的弹性变形。压板通过使用螺钉固定在从基部的底板延伸的直立构件上。这有利于压板刚性地抑制电池元膨胀的稳定性。

电池本体可以设计成具有第一表面和与第一表面相对的第二表面。电池本体安置成第二表面面对储存壳体的底板。压板具有面对电池本体的第一表面的表面，并且当没有电池元膨胀时，该表面与电池本体的第一表面距离给定间隔。压板成形为具有在压板的表面与电池本体的第一表面之间的第一距离和不同于第一距离的第二距离。第一距离是在压板的表面与电池本体的第一表面的、覆盖电池元的预期最大地扩张的部分的区域之间的最小间隔。第二距离是在压板的表面与电池元的第一表面的另外的区域之间的最小间隔。第一距离设定为小于第二距离。因此，当电池元中的任一个已经膨胀时，压板将首先触碰到电池本体的第一表面的、覆盖电池元的预期最大地扩张的部分的区域，由此限制电池元的膨胀。

电池本体和压板中的至少一者具有朝向电池本体和压板中的另一 者凸出的突出部。该突出部具有当电池元中的任一个已经膨胀时与电池本体和压板中的另一者实体接触的表面。该突出部位于与电池元的预期在电池元膨胀方向上最大地扩张的部分对准。该突出部使第一距离小于第二距离。因此，当电池元中的任一个已经膨胀时，突出部将首先触碰到电池本体的第一表面的、覆盖电池元的预期最大地扩张的部分的区域，由此刚性地限制电池元的膨胀。

电池元中的每一个均呈长方体形并且具有彼此相对的第一最大表面和第二最大表面。第一最大表面和第二最大表面是在电池元的整体外表面中面积最大的主表面。电池元设置为第一最大表面定向成面对基部的底板并且第二最大表面位于更远离底板处。突出部设置在电池本体和压板中的至少一者的、面对电池元中的一个的第二最大表面的中央部的部分上。通常，电池元中的每一个的中央部将会最大地扩张或者膨胀。因此，突出部将首先与电池元的中央部实体接触以抑制电池元的膨胀。