[發明專利]動力供應系統

有效

• 申請號: 201010179733.8
• 申請日: 2006-03-16
• 公開（公告）號: CN102064363A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 帕特里克·馬奎爾;道格拉斯·朱;達門德拉·帕特爾;菲利普·岡薩雷斯;薩拉瓦南·帕拉瑪西萬
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: H01M10/48
• 分類號: H01M10/48;H01M2/10;H01M10/50;H01M2/06;H01M2/20
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 王光輝

本申請是發明名稱為動力供應系統，申請號為200680008286.1(國際申請號：PCT/US2006/009891)，申請日為2006年3月16日的發明專利申請的分案申請。

相關申請的交叉引用

本申請要求2005年3月16日提交的申請號為60/662,418的美國臨時申請的利益，其引用于此作為參考。

發明背景

1.技術領域

本發明涉及一種動力供應系統，更具體地說，涉及一種可以用于例如混合動力電動車輛的動力供應系統。

2.背景技術

用于多種應用途徑的圓柱形電池單元具有標準化的尺寸，價格相對低廉，并且普遍可以得到。所有這些品質使得它們成為制造高壓電池的極佳候選。然而，將其多個組合起來制造高壓電池時，它們的圓柱形形狀產生了很多的挑戰。例如，獨立的電池單元需要互相電連接，這就會產生多個電連接，增加成本和電池組的重量。此外，獨立的電池單元通常以各種沉重且笨重的排列組合在一起，可能需要起重輔助裝置來移動。

一種避免在相鄰電池單元之間使用多個連接條的方式是，將電池放置成端到端(end-to-end)構造的長列。這種方法的一個問題是，每個獨立的電池單元具有受制于制造公差的長度。放在單列中的單元數目越多，該列的總長度就越有可能變化。由公差累加引起的該問題，會導致電池終端在列末端對不齊。

除了電池單元長度的不同之外，任何互連組件的尺寸差異都會加劇公差累加問題。因此，如果兩相鄰的電池列中的一列明顯比另一列長時，就很難使它們相互連接。此外，電池終端和連接器之間需要均勻接觸，以確保足夠低電阻的電連接。未對齊的終端很難、或者說不可能達到這種均勻接觸。

傳統的電池單元排列還具有其它缺點。例如，維修人員在試圖接近一個或多個獨立電池單元時可能會暴露在高電壓下。因為將獨立單元電連接到一起所需的多個暴露的電池連接，可能會很成問題。此外，需要以使單元間的溫差最小的方式冷卻每個電池單元。這在傳統的電池排列中十分困難，傳統的電池排列中某些單元因其靠近冷卻源而典型地比其它單元接收更強的冷卻。某些電池排列甚至需要二級結構，例如電池艙壁，以形成壓力通風部分或用于冷卻過程的其它管道。這就意味著電池結構的任何變化、或電池組向其它位置的移動必然改變冷卻機構。這種靈活性的缺乏在很多應用中，具體說是在混合動力電動車輛(HEV)中，是不期望的，在混合動力電動車輛中設計的靈活性很重要。

除了電池組自身構造或其位置之外，其它因素也會影響電池單元的均勻冷卻。例如，在大型電池單元排列中的不同位置可能需要多個不同的溫度傳感器。還更需要這樣的溫度傳感器與一個或多個電池單元直接接觸，以使單元的溫度可以直接被測定。

在傳統的電池排列中，溫度傳感器往往置于電池殼體上，這樣電池單元的溫度不是直接測定的。更準確地說，測定的是電池殼體的溫度，必須使用某些矯正因子來估計附近電池單元的溫度。然而，如果將溫度傳感器與電池單元接觸放置，或非常接近電池單元，則傳感器就會干擾電池單元周圍的氣流，導致不均勻的氣流和不期望的電池單元溫度差異。

因此，需要使動力供應系統能夠克服傳統動力供應系統的某些或全部、例如上述的缺點。

發明內容

本發明的一個優點是，其可使圓柱形電池單元預裝在一個相對較小的矩形包裝中，該包裝易于堆疊并且相互適配到一起以得到一個更大的電池。

本發明的另一個優點是，每個小包裝的單元可以制成相對較低的電壓，其增加了安全性。此外，高壓裝置可能需要絕緣罩，而在本發明的實施例中這是不需要的。

本發明提供一種動力供應系統，其中單個電池單元可以以端到端的方式連接成列，以形成電池模塊。多個這樣的電池模塊可以置于一個殼體中，形成“塊”，其為可以用于制造更大的電池總成的基本構建塊。為了消除有關相鄰電池模塊的公差累加問題，塊可以以這樣的方式形成，即包括用于電池模塊中某些或全部電池單元的定位裝置。定位裝置可以適當地隔開，從而使電池模塊的長度變化最小化。這有助于確保位于每個電池模塊末端的終端在殼體末端位于距離塊末端一個適當的距離上，以使它們可以很容易地連接至同一塊或相鄰塊中的相鄰模塊。

本發明還提供一種用于將多個模塊電連接到一起，以提供高壓輸出的系統，其中維修人員僅暴露于整個輸出電壓中的一小部分。本發明使用終端連接器，或內部連接，其除了使相鄰的單元或模塊連接到一起之外，還覆蓋另一組單元或模塊的電連接。因此，第一對單元或模塊在可以接近相鄰一對單元或模塊的連接之前必須相互分離。這樣，大電池總成必須分段地分離，以使暴露的終端僅僅是那些具有低電勢通過的終端。