[发明专利]具有用于排气通道的盖元件的电池系统

说明书

本公开涉及一种电池系统(100)，包括：电池组(10)，该电池组(10)包括电池壳体(11)和容纳在电池壳体(11)内的多个电池单元(12)；电池壳体(11)的壳体出口(14)，其中在热失控期间由一个或更多个电池单元(12)排出的排放气流通过壳体出口(14)离开电池壳体(11)；盖元件(20)，覆盖电池壳体(11)的包括壳体出口(14)的外侧(13)，盖元件(20)与电池壳体(11)的外侧(13)形成排气通道(24)使得离开壳体出口(14)的排放气流被接收并由排气通道(24)沿电池壳体(11)的外侧(13)引导至排气通道(24)的通道出口(30)。

技术领域

本公开涉及电池系统，该电池系统允许在热失控的情况下排出的排放气流被引导朝向出口并在离开电池系统之前冷却。本公开还涉及包括这种电池系统的车辆。

背景技术

近年来，已经开发出使用电力作为运动源的货物和人员运输车辆。这种电动车辆是由电动机驱动的汽车，其使用存储在可再充电电池中的能量。电动车辆可以仅由电池供电，或者可以是由例如汽油发电机或氢燃料动力电池供电的混合动力车辆的形式。此外，车辆可以包括电动机和传统内燃机的组合。通常，电动车辆电池EVB或牵引电池是用于为电池电动车辆BEV的推进提供动力的电池。电动车辆电池不同于启动、照明和点火电池，因为它们被设计为在持续的时间段内提供电力。可充电或二次电池与原电池的不同之处在于它可以重复充电和放电，而后者仅提供化学能到电能的不可逆转换。低容量可再充电电池用作小型电子设备(诸如蜂窝电话、笔记本电脑和摄像机)的电源，而高容量可再充电电池用作电动车辆和混合动力车辆等的电源。

通常，可再充电电池包括：电极组件，该电极组件包括正电极、负电极以及插置在正电极和负电极之间的隔板；容纳电极组件的壳；以及电连接到电极组件的电极端子。电解质溶液被注入壳中以通过正电极、负电极和电解质溶液的电化学反应对电池进行充电和放电。壳的形状(例如，圆柱形或矩形)取决于电池的预期用途。锂离子(和类似的锂聚合物)电池因其在笔记本电脑和消费电子产品中的使用而广为人知，主导着最新开发的电动车辆组。

可再充电电池可以用作由串联和/或并联联接的多个单位电池单元形成的电池模块，以提供高能量含量，特别是用于混合动力车辆的电机驱动。也就是，取决于所需的电量且为了实现高功率可再充电电池，电池模块通过互连多个单位电池单元的电极端子而形成。

电池模块可以以块设计或模块化设计来构建。在块设计中，每个电池联接到公共集电器结构和公共电池管理系统，并且其单元布置在壳体中。在模块化设计中，多个电池单元被连接以形成子模块，并且若干子模块被连接以形成电池模块。在汽车应用中，电池系统通常由多个串联连接的电池模块组成，以提供所需的电压。其中，电池模块可以包括具有多个堆叠的电池单元的子模块，每个堆叠包括串联连接的并联连接单元(XpYs)或并联连接的串联连接单元(XsYp)。

电池组是一组任意数量(最好是相同数量)的电池模块。它们可以串联、并联或两者混合构造，以提供所需的电压、容量或功率密度。电池组的部件包括单个独立的电池模块和互连，互连提供电池模块之间的导电性。

电池系统还包括电池管理系统(BMS)，其是诸如通过保护电池以免在其安全工作区之外运行、监控它们的状态、计算二次数据、报告该数据、控制其环境、对其进行身份验证和/或使其平衡来管理可再充电电池、电池模块和电池组的任何电子系统。例如，BMS可以监控电池的状态，该电池的状态由以下表示：电压(诸如电池组或电池模块的总电压、单个单元的电压)、温度(诸如电池组或电池模块的平均温度、冷却剂进入温度、冷却剂输出温度或单个独立单元的温度)、冷却剂流(诸如流速、冷却液体压力)和电流。此外，BMS可以基于上述项目来计算值(诸如最小和最大单元电压、充电状态(SOC)或放电深度(DOD))以指示电池的充电水平、健康状态(SOH；对电池的剩余容量的各种定义的测量，以原始容量的百分比％表示)、功率状态(SOP；考虑到当前功率使用、温度和其他条件，在定义的时间间隔内可用的电量)、安全状态(SOS)、作为充电电流限制(CCL)的最大充电电流、作为放电电流限制(DCL)的最大放电电流以及单元的内部阻抗(以确定开路电压)。