[发明专利]电池系统和包括其的电动车辆

说明书

本发明涉及电池系统和包括其的电动车辆，该电池系统包括多个电池单元，所述多个电池单元布置为在第一方向上彼此间隔开并分别沿第二方向布置，其中所述多个电池单元的每个包括：多个电池模块，包括电极组件并容纳在具有底表面的电池壳体中；以及底板，支撑电池模块并包括与电池壳体的底表面热接触的第一主表面，底板的依据第一方向的热导率大于底板的依据第二方向的热导率。

技术领域

本发明涉及电池系统和电动车辆，涉及包括提供以防止热逸溃(thermalrunaway)扩散的底板的电池系统以及包括该电池系统的电动车辆。

背景技术

可再充电电池或二次电池与一次电池不同在于充电和放电是可重复的，并且一次电池仅提供从化学材料到电能的不可逆转换。

低容量可再充电电池用作诸如移动电话、笔记本计算机、计算机和便携式摄像机的小型电子装置的电源，大容量可再充电电池用作混合动力车辆等的电源。

通常，二次电池包括电极组件、容纳电极组件的壳体以及与电极组件电连接的电极端子，电极组件包括正电极、负电极和插置在正电极与负电极之间的隔板。

为了通过正电极、负电极和电解质溶液的电化学反应使电池能够充电和放电，电解质溶液被注入到壳体中。壳体的形状为例如圆柱形或矩形，并且取决于电池的使用而不同。

可再充电电池可以例如以电池模块的形式使用，电池模块由串联和/或并联组合的多个单位电池单元形成以便提供用于驱动混合动力车辆等的电动机的高能量密度。

也就是，电池模块例如通过以下形成：根据实现用于电动车辆的高功率可再充电电池所需的电量而将多个单位电池单元的电极端子彼此连接。

电池模块可以设计成块体型或模块型。在块体型的情况下，每个电池可以被结合到共同的集流体和共同的电池管理系统，并且电池可以设置在共同的外壳中。

在模块型的情况下，多个电池单元被连接从而形成子模块，并且若干子模块被连接从而形成电池模块。电池管理功能可以至少在电池模块级或子模块级被部分实现，从而可以提高兼容性。

为了配置电池系统，一个或更多个电池模块被机械地且电地组合，被提供有热管理系统，并被连接到一个或更多个耗电装置。

电池系统的机械组合要求在单独的部件(例如子模块)之间的适当的机械连接，并且要求与提供耗电装置的系统结构(例如车辆)的适当的机械连接。

连接需要被设计为维持用于电池系统平均寿命的功能，并且需要考虑使用过程期间客户提供的负载来设计。

此外，移动装置需要满足对安装空间和兼容性的要求。

电池模块的机械组合可以通过提供底板并将各个电池单元或子模块置于底板上来实现。

电池单元或子模块可以通过安装在承载板中的凹部、机械连接元件(诸如螺栓或螺钉)、或者对单元或子模块的约束来固定。

约束可以通过将侧板固定到承载板的侧部、或者在上侧提供另一承载板并将该承载板固定到现有的第一承载板和/或侧板来实现。

因此，承载板和/或侧板可以被构造成包括用于冷却单元或子模块的制冷剂管的多级电池模块。

子模块的机械组合可以通过以下实现：提供机械上增强的电连接构件、或者除了将电池单元固定到电连接构件之外还将电池单元固定到承载梁或支柱。

额外地/可选地，子模块可以设置在覆盖电池子模块的表面的一部分或全部的每个壳体中，并且可以例如与壳体一起设置在承载板上的电池模块内。

对于模块设计中电池系统的电结合，包括并联连接的多个单元的子模块被串联连接(XsYp)，或者包括串联连接的多个单元的子模块被并联连接(XpYs)。