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发明名称
一种锂离子电池模块
摘要
一种锂离子电池模块具有壳体，该壳体有大量隔板，这些隔板被用来在壳体内部组成很多隔室，同时包括设置在壳体的每个隔室中的锂离子电池单体。该电池模块还包括连接到壳体并将电解质引导到每个隔室的盖。盖的另一个用途是将隔室封闭起来。
权利要求书
1．此锂离子电池模块包括：一种有着边界和一个或多个完整分隔壁的壳体，这些分隔壁在周边的部分延伸，以此来形成大量的隔室，其中的壳体包括电绝缘的基底材料。另外，多个未成形且未充电的锂离子电池单体被放置在对应的隔室里。这些未成形的锂离子电池单体元件包括能够形成未成形的锂离子电池单体元件的第一端子和第二端子，同时未成形的锂离子电池元件通过将电解液穿过壳体的盖而被放置在各个隔室内。除此之外，还有一种多个开口的金属箔袋，其相应开口端中对应放置有未成形的锂离子电池单体。
2．根据权利要求1所述的锂离子电池模块，其中每个未成形的锂离子电池单体的第一端子或第二端子与相邻电池单体的第一端子或第二端子耦合。
3.权利要求1中所述的锂离子电池模块，其特征在于，包括至少设置在所述一个或多个整体分隔壁上的盖，以将所述多个隔室中的每个隔室与相邻隔室密封，其中的盖包括多个孔，孔与多个隔室对准，并且使电解质能够分配到多个隔室。
4.权利要求3中所述的锂离子电池模块，其中的多个隔室不包括设置在其中的电解质。
5.根据权利要求1中所述的锂离子电池模块，其中相邻的锂离子电池单体之间是串联关系。
6.权利要求1所述的锂离子电池模块还包括一块金属渗透屏障。
7.权利要求6中所述的锂离子电池模块，其特征在于金属渗透屏障是嵌入在锂离子电池模块的边界之内的，或镶嵌在分隔壁之内，或二者的组合。
8.权利要求6中所述的锂离子电池模块，其中的金属渗透屏障覆盖在电池模块的边界上的，是覆盖在电池模块的分隔室上的，或者二者的组合。
9. 此锂离子电池模块包括：一种有着边界和一个或多个完整分隔壁的壳体，这些分隔壁在周边的部分延伸，以此来形成大量的隔室，其中的壳体包括电绝缘的基底材料; 另外，多个未成形且未充电的锂离子电池单体被放置在对应的隔室里; 还有一种多个开口的金属箔袋，其相应开口端中对应放置有未成形的锂离子电池单体; 包括至少设置在所述一个或多个整体分隔壁上的盖，以将所述多个隔室中的每个隔室与相邻隔室密封，其中的盖包括多个孔，孔与多个隔室对准，并且使电解质能够分配到多个隔室，多个隔室不包括设置在其中的电解质，所述多个锂离子电池元件是多个未成形的锂离子电池元件，并且其中每个未成形的锂离子电池单体包括至少一个端子。
10. 根据权利要求9所述的锂离子电池模块，其中所述锂离子电池模块包括一个或多个渗透性屏障。
11．根据权利要求10所述的锂离子电池模块，其中所述一个或多个渗透性屏障设置在所述边界的外表面上。
12. 根据权利要求10所述的锂离子电池模块，模块壳体的一体分隔壁至少包括所述一个或多个导磁屏障。
13. 根据权利要求12所述的锂离子电池模块，其中的一个或多个渗透性屏障设置在整体分隔壁的表面上，使得渗透性屏障暴露于隔室内。
14. 根据权利要求13所述的锂离子电池模块，其中所述一个或多个渗透性阻挡层被涂覆或层压在一个或多个整体分隔壁的表面。
15. 根据权利要求10所述的锂离子电池模块，其中的一个或多个导磁屏障由金属制成。
16. 根据权利要求9所述的锂离子电池模块，其中所述的盖包括一个或多个通道，并且所述多个孔设置在同一个或多个通道内。
17. 根据权利要求9所述的锂离子电池模块，其中的每个锂离子电池元件是圆柱形锂离子电池元件。
18. 根据权利要求17所述的锂离子电池模块，其中的每个隔室都是圆柱形隔室。
19. 据权利要求9所述的锂离子电池模块，其中的每个锂离子电池元件是方形锂离子电池元件。
20．根据权利要求17所述的锂离子电池模块，其中的每个隔室都是方形隔室。
21.这种锂离子电池模块具有壳体，包括外壁，外壁的内部区域，还有从外壁延伸到内部区域的隔板。壳体还包括电气非导电基材，并且其中的隔板在壳体内部区域限定多个隔室；每个锂离子电池单体被放置在对应的隔室里；每个开口的金属箔袋仅设置在相应的锂离子电池元件的一部分周围; 隔室对齐的多个开口的盖，其中开口被配置为使电解质能够分配到多个隔室中，隔室不包括设置在其中的电解质，其中所述多个锂离子电池元件是多个未成形的锂离子电池元件，并且每个未成形的锂离子电池元件包括至少一个端子。
22. 根据权利要求21所述的锂离子电池模块，其中的隔板与所述壳体的外壁彼此成一体。
23．根据权利要求21所述的锂离子电池模块，其中的多个开口设置在所述盖的一个或多个凹部中。
说明书
背景
本申请一般涉及电池和电池系统领域，更具体地说，本申请涉及可用于车辆中为车辆至少提供一部分动力的电池和电池系统。
将电力用于其动力的全部或一部分的车辆（例如，电动汽车（EV），混合电动汽车（HEV），插电式混合动力电动汽车（PHEV）等）统称为“电动汽车”）与使用内燃机的更传统的车辆相比，拥有许多优点。例如，与使用内燃机的车辆相比，电动汽车可能产生较少的排放产物并且具有更高的燃料效率（并且在某些情况下，这种车辆可以完全不使用汽油，如在某些类型的PHEV）。
随着电动汽车技术的不断发展，需要为这种车辆提供改进的电源（例如电池系统和模块）。例如，期望增加这种车辆的续驶里程，而不需要对电池充电。还希望改善这种电池的性能并降低与电池系统相关的成本。
电池化学领域是持续发展的领域之一。早期的电动汽车系统采用镍氢电池（NiMH）作为动力源。随着时间的推移，不同的添加剂改善了NiMH电池的性能，可靠性和功用。
近些年，制造商已经开始开发可用于电动汽车的锂离子电池。将锂离子电池作为汽车动力源有几个优点。例如，锂离子电池具有比NiMH电池更高的电荷密度和比功率。
换句话说，当储存等量的电荷时，锂离子电池可以比NiMH电池体积更小，这可以节省电动汽车的重量和空间（或者，该特点可以允许制造商为车辆提供具有更大动力的电池，同时不增加车辆的重量或由电池系统占据的空间）。
众所周知，锂离子电池的性能与NiMH电池的性能不同，可能会出现与NiMH电池技术不同的设计和工程挑战。例如，与NiMH电池相比，锂离子电池可能对温度的变化更敏感，因此当车辆行驶时，系统应该可以被用来管理锂离子电池的温度。锂离子电池的制造也为电池化学带来了特有的挑战，科学家们正在开发新的方法和系统来应对这些挑战。
现在期望提供一种用于电动汽车的改进的电池模块和/或系统，用于解决与电动汽车中所使用的NiMH和/或锂离子电池系统相关的一个或多个挑战。还期望提供一种包括很多有优点的电池模块和/或系统，来明显区别于现有的系统。
概述
根据示范性实施例，一种锂离子电池模块具有壳体，该壳体有大量隔板，这些隔板被用来在壳体内部组成很多隔室，同时包括设置在壳体的每个隔室中的锂离子电池单体。该电池模块还包括连接到壳体并将电解质引导到每个隔室的盖。盖的另一个用途是将隔室封闭起来。
根据示范性实施例，锂离子电池模块包括具有多个构件的壳体，这些构件用于在壳体内限定多个容器。每个容器用来在容器内接收锂离子电池元件。电池模块还包括联接到壳体的盖和多个构件以安置壳体的多个容器。盖子还用来将电解质引入到每个容器中。
附图说明
图1是一辆具有示范性实施例所述的电池系统车辆的透视图。
图2是一辆具有示范性实施例所述的电池系统车辆的剖面图。
图3是根据示范性实施例的电池模块的局部分解图。
图3A是根据示范性实施例的设置在袋内的棱柱形电池单体的透视图。
图4,5和6是根据示范性实施例的电池模块的局部俯视图。
图4A，5A和6A分别是图4，图5和图6所示的电池模块的电气原理图。
图7A是示范性实施例的包括用于热调节的多个空心管的电池模块的局部透视图。
图8A-8C是根据示范性实施例中各种情况的用于电池模块的热管理特征的部分详细视图。
图9A-9C分别是8A-8C沿图中剖面线所截取的截面图。
图10是根据示范性实施例的包括管状集流器的电池模块的俯视图。
图11是根据示范性实施例的电极板叠层的局部分解图。
图12是根据示范性实施例的电极板叠层的侧视图。
图13是根据示范性实施例的具有管状集流器的电池单体元件的俯视图。
图13A-13E是示范性实施例各种情况中可以与图1所示的电池元件一起使用的管状集电器的横截面图。
图14是示范性实施例中的另一种情况的具有管状集流器的电池元件的透视图。
图14A-14B是可以与图1所示的电池元件一起使用的管状集电器的透视图。
图15是根据另一示例性实施例的电池模块的局部分解图。
图15A是根据示例性实施例的设置在袋内的圆柱形电池元件的透视图。
图16是根据另一示例性实施例的电池模块的局部分解图。
具体实施方式
图1是具有用于为车辆10提供全部或一部分动力的电池系统20的汽车的透视图。这样的车辆10可以是电动汽车（EV），混合动力电动汽车（HEV），插电式混合动力电动汽车（PHEV）或用电能作为动力的其他类型的汽车（统称为“电动汽车”）。
尽管图1中车辆10被示为轿厢。如图1所示，根据其它示例性实施例，车辆的类型可以不同，所有这些都旨在落入本公开的范围内。例如，车辆10可以是卡车，公共汽车，工业车辆，摩托车，娱乐车，船，或能从用电能作为全部或一部分动力而获利的其他类型的汽车。
尽管图1中示出了电池系统20，根据其它示例性实施例，电池系统20的位置可以不同。例如，电池系统20的位置可以根据车辆内的可用空间、车辆的期望质心位置、电池系统的其他部件的位置（例如，电池管理系统，通风口， 或冷却装置等）以及各种其他考虑而决定。
图2展示了根据示例性实施例的以HEV的形式提供的车辆10A的剖视示意图。电池系统20A可以安放在车辆的后部，靠近油箱12的位置（电池系统20A可以紧邻油箱12设置，或者可以设置在车辆10A的后部的单独隔室中（例如卡车上的情况），或者可以放置在车辆10A的其他地方）。当车辆10A利用汽油作为动力推动车辆10A时，提供内燃机14。电动机16、动力分配装置17和发电机18也被设置为车辆驱动系统的一部分。
这样的车辆10A可以仅由电池系统20A，或仅由发动机14，或者由电池系统20A和发动机14共同驱动。应当注意，车辆驱动系统的其他类型和结构可以根据其他示例性实施例使用，并且图2不应被视为限制本申请中描述的车辆类型的范围。
根据各种示例性实施例，电池系统20,20A、车辆类型10,10A、车辆技术类型（例如EV，HEV，PHEV等）的尺寸、形状和位置以及电池化学以及其它特征可能与显示或描述的不同。
根据示例性实施例，电池系统20,20A负责包装或容纳电化学电池或电池元件，将电化学电池元件彼此连接和/或与车辆电气系统的其它部件相连，并调节电化学电池元件和电池系统20,20A的其他特征。例如，电池系统20,20A可以包括负责监测和控制电池系统20,20A的电性能的特征，管理电池系统20,20A的热性能，容纳电池的排出物（例如，从电池放出的气体）以及电池系统20,20A的其它方面。
现在参考图3，示出了根据示例性实施例的电池模块22（例如，电池组等）的部分分解图。电池模块22包括多个电化学电池元件24（在图3中已示出）。根据示例性实施例，电化学电池元件24可以是锂离子电池元件、镍-金属氢化物电池元件、锂聚合物电池元件等，或者现在已知或以后开发的其它类型的电化学电池元件。根据示例性实施例，电化学电池元件24通常是配置成存储电荷的棱柱形锂离子电池元件。根据其他示例性实施例，电池元件24可以具有其它物理形状（例如，椭圆形，圆柱形，多边形等）。单元元件24的容量，尺寸，设计和其他特征也可以不同于根据其他示例性实施例所示出的情况。
尽管如图1所示，作为具有特定数量的电化学电池单元元件24（即六个电化学电池元件），应当注意，根据其它示例性实施例，可以布置不同数量的电化学电池元件，这取决于对各种条件的考虑（例如电池系统的期望功率，以及电池模块必须适合的可用空间等）。
根据示例性实施例，每个电池元件24包括多个负电极40，正极42和交替堆叠在一起的隔板（例如图11-12所示）以形成电池元件24（例如，板堆叠）。如图11-12所示，每个负电极的一部分（例如，边缘）从板堆叠的第一端延伸出来，并且每个正电极的一部分（例如，边缘）从板的第二端延伸出中。注意图3中的“-”和“ ”仅简单地指负极和正极40,42的集合边缘或端部的极性。
仍然参考图3，所示根据示例性实施例，电池模块22包括具有多个构件或隔板28（壁，分隔件，屏障，面板等）的壳体26。多个分隔件28分隔出了用来放置电化学电池元件24的一系列隔室29（例如，容器，部分，框，槽，开口等）。如图3所示，每个隔板28从壳体26的侧壁延伸到另一侧壁，以限定出隔室29。根据一个示例性实施例，隔板28延伸到壳体26的顶部。根据其他示例性实施例中，分隔件28不延伸至顶部壳体26，以此来为在电池元件24之间的连接（例如用汇流条或其它类似元件）提供空间。
根据示例性实施例，可以设
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