[发明专利]用于高级电池的排气壳体

说明书

背景技术

本公开大体上涉及电池、电池模块和电池壳体领域。更具体地，本公开涉及可在车辆环境以及其它能量储存/消耗应用中使用的电池模块的电池壳体。

本部分旨在向读者介绍可能与以下将描述和/或要求权利的本公开各方面有关的领域的各个方面。相信该论述有助于为读者提供背景信息，以便于更好地理解本公开的各方面。相应地，应理解的是，要从这个角度来阅读这些陈述，而不应作为对现有技术的认可。

使用一个或多个电池系统为车辆提供全部或部分动力的车辆可以称为xEV，其中术语“xEV”在本文中定义为包括所有以下使用电力用于其全部或部分车辆动力的车辆或其任何变型或组合。如本领域技术人员将理解的，混合动力汽车(HEV)结合内燃发动机推进系统和电池供电的电力推进系统，如48伏(V)或130V系统。术语HEV可包括混合动力汽车的任何变型。例如，全混合动力系统(FHEV)可以使用一个或多个电动马达、仅使用内燃发动机或同时使用二者来提供动力和其它电力。与此相反，轻度混合动力系统(MHEV)在车辆空转时停用内燃发动机，利用电池系统继续给空气调节装置、无线电或其它电子设备供电，并且在需要推进的时候重新启动发动机。轻度混合动力系统也可以采用某种程度的动力辅助，例如在加速期间，以补充内燃发动机。轻度混合动力一般是96V到130V，并通过皮带或曲轴集成的起动发电机回收制动能量。此外，微混合动力汽车(mHEV)也采用了类似于轻度混合动力车的“停止-启动”系统，但mHEV的微混合系统可以为内燃发动机提供或不提供动力辅助，并且工作电压低于60V。为了本讨论的目的，应该指出的是，mHEV通常不在技术上使用直接提供到曲轴或变速器的电力用于车辆动力的任何部分，但mHEV仍然可以视为xEV，因为它确实在车辆空转停用的内燃发动机时使用电力来补充车辆的电力需求，并通过集成的启动发电机回收制动能量。此外，插电式电动汽车(PEV)是可以从外部电源如墙壁插座进行充电的任何车辆，存储在充电电池组的能量驱动或有助于驱动车轮。PEV是电动汽车的一个子类别，电动汽车包括全电动汽车或纯电动汽车(BEV)、充电式混合动力汽车(PHEV)以及在混合动力汽车和常规内燃发动机汽车之间转换的电动汽车。

如上所述，相比仅使用内燃发动机和传统电气系统(通常为以铅酸电池为动力的12V系统)的更传统的燃气车辆，xEV可以提供许多优点。例如，xEV可产生更少的不期望的排放物，并且可展示出比传统内燃发动机车辆更好的燃料效率，并且在某些情况下，这种xEV可消除汽油的使用，一些类型的PHEV通常就是这样。

随着xEV技术不断发展，有必要为这些车辆提供改进的动力源(如电池系统或模块)。例如，期望增加这种车辆在无需对电池充电的情况下行驶的距离。此外，还期望提高性能和可靠性，并减少与这些电池相关的维护。

用于上述应用中的电池模块的一个例子包括多个锂离子电化学电池和用于在各种条件下管理电池运行的其它部件。实际上，锂离子电化学电池具有比其它电池技术(例如，铅酸电化学电池、镍-镉电化学电池)被更快和更可重复地充电的能力以使锂离子电化学电池特别适合于解决如上所述应用的不同电力需求。在这方面，许多xEV应用包括基于锂离子技术(单独或与其它能量储存和供应技术(例如，超级电容器、铅酸电池)相结合)的电池模块。

例如由于锂金属与水的不相容性，锂离子电化学电池通常包括非水液体(如，非质子有机溶剂)作为其电解质液体。在这点上，每个电化学电池通常会包括用于包含其特定组件(例如，电极、电解质液体)的自身壳体。此外，锂离子电化学电池，以及在一些情况下含有这些电池的电池模块的壳体可以气密地密封，以限制电化学电池及其内部元件接触水分。

在操作过程(例如，充放电)中，锂离子电化学电池可能由于发生在电池内的各种电化学和热力学过程而变热。此外，这种热可导致电解质液体膨胀并在某些情况下挥发，这进而增加了电化学电池的内部压力，并使得电化学电池的个体壳体膨胀。另外，由于锂离子电化学电池经历内部压力的增加，它们可能会开始排出某些气体。例如，排出的气体可能包括，但不限于，挥发的电解质。

由于这个原因，锂离子电化学电池可设计为承受一定量的膨胀，并且还可以包括用于排出气体到电池模块的各种互连体或其它部件。尽管采用了这些方法，在一些情况下，加热程度或施加在锂离子电化学电池上的一些其它力，足可以使一个或多个锂离子电化学电池排出相对大体积的气体到电池模块的壳体中。为了防止电池模块壳体的破裂，这些气体可能也需要排出。