[发明专利]机架部件、与机架部件一体地形成的车辆电池系统以及包括其的集成电池系统车辆

说明书

本发明涉及一种机架部件、与机架部件一体地形成的车辆电池系统以及包括其的集成电池系统车辆，机架部件一体地形成为单个主体作为机架并且包括其中容纳多个电池单元的电池系统载体。

技术领域

本公开涉及一种车辆主体部件以及与车辆主体部件一体地形成的车辆电池系统。

本公开还涉及一种包括该电池系统的集成电池系统车辆。

背景技术

可再充电电池与一次电池的不同在于它可以反复地进行充电和放电，而一次电池仅进行从化学能到电能的不可逆转变。低容量可再充电电池用作小型电子装置(诸如便携式电话、膝上型计算机和便携式摄像机)的电源，高容量可再充电电池用作车辆的电源。

通常，可再充电电池可以包括：电极组件，包括正电极、负电极和插设在正电极和负电极之间的隔板；壳体，用于在其中容纳电极组件；以及电极端子，电连接到电极组件。电解质溶液在其中注入以能够通过正电极、负电极和电解质溶液的电化学反应而进行电池的充电和放电。壳体具有例如圆柱形或矩形形状，但是可以根据电池的用途具有不同的形状。

包括串联和/或并联连接的多个单位电池单元的电池模块用于提供所需的能量。电池模块通过互连单位电池单元的电极端子而形成，并且单位电池单元的数量根据所需的电量而变化。

电池模块可以以块设计或模块设计来配置。在块设计的情况下，每个电池单元连接到公共集电器结构和公共电池管理系统(BMS)。在模块设计的情况下，多个电池单元被连接以构成子模块，并且一些子模块被连接以构成电池模块。电池管理功能可以在模块或子模块级实现，从而提高兼容性。

多个电池模块可以组合以实现能够以高水平充电和放电的可再充电电池，诸如用于电动车辆或混合动力车辆。至少一个电池模块被机械和电地集成、安装有热管理系统，并配置为与用电装置通信以构成电池系统。热管理系统必须通过释放可充电电池产生的热来确保电池模块的安全性和效率。

为了满足连接到电池系统的各种用电装置的动态电力需求，静态地管理电池电力的输出和释放是不够的。因此，需要在电池系统和用电装置的管理器之间的不断的信息交换，并且此信息包括重要信息诸如电池系统的实际充电状态(SoC)、潜在的电性能、充电能力和内部电阻、以及用电装置的实际或预测的电力需求和剩余。

电池系统通常包括电池管理系统(BMS)或电池管理单元(BMU)以处理上述信息。

BMS和BMU通过通信总线诸如SPI或CAN接口而与各种用电装置的控制器件交换信息。此外，BMS和BMU可以与每个电池子模块交换信息，或者可以与每个电池子模块的单元监测电路(CSC)交换信息。

CSC还可以包括电池子模块的单元连接和感测单元(CCU)，用于互连电池子模块的电池单元。

为了电池系统的机械集成，需要机械地连接各个部件，例如电池子模块或电池子模块和支撑结构。

应当设计这样的连接结构，从而在电池系统使用时施加的应力下保持电池系统的平均循环寿命及其功能，从而满足安装空间和兼容性的要求。

电池模块的机械完整性可以通过载体板实现，即通过将各个电池单元或子模块定位在基板上而实现。

例如，电池单元或电池子模块可以装配到形成在载体板中的凹陷中，可以使用诸如螺栓和螺钉的机械连接构件联接，或者可以容纳并固定在有限的空间中，并且在有限空间内容纳电池单元或子模块可以通过固定侧板来实现。

此外，盖板可以固定到电池单元的上部，并且作为另外的替代方案，电池子模块可以在电池子模块布置在各个壳体内的状态下安装在电池模块上。

传统的电池系统包括电池壳体，该电池壳体用作从外部封闭和密封电池系统并在结构上保护电池系统的组成元件的外壳，即使在具有模块结构时。这样的壳体结构的电池系统被完全安装在诸如电动车辆的设备中。