[發(fā)明專利]用于電動車輛的電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810074646.2
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108376755B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: C·喬尼斯;C-C·徐;C·華
• 申請（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01M50/507
• 分類號: H01M50/507;H01M50/503;H01M10/613;H01M10/625;H01M10/6553;B60L50/60;B60L58/26
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 譚英強

一種用于電動車輛的電池，其包括彼此電連通的第一和第二對模塊。第一對模塊包括第一模塊和第二模塊。第二模塊經(jīng)由第一多個外部匯流條與第一模塊進行電和熱連通。第二對模塊包括第三模塊和第四模塊。第四模塊經(jīng)由第二多個外部匯流條與第三模塊進行電和熱連通。第一和第二對模塊經(jīng)由靠近第二和第三模塊的每個的中心區(qū)域的第一內(nèi)部連接匯流條和第二內(nèi)部連接匯流條彼此聯(lián)接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于電動車輛的鋰離子電池，且具體地說涉及一種具有改善熱管理性能的帶有改善匯流條結(jié)構(gòu)的鋰離子電池。

背景技術(shù)

混合電動車輛(HEV)和全電動車輛(EV)作為用于近期持久運輸工具的有前景方案而出現(xiàn)。傳統(tǒng)內(nèi)燃機(ICE)對于環(huán)境的有害影響以及與石油基燃料相關(guān)聯(lián)的某些經(jīng)濟問題是開發(fā)電動動力系的主要驅(qū)動動因。

雖然EV完全地依賴于來自電化學(xué)存儲系統(tǒng)(例如，電池)的動力供源，但在HEV中，ICE動力和電池系統(tǒng)動力的組合在混合動力動力系中提供推進。再生系統(tǒng)附加于車輛允許通過在制動期間捕獲動能來對電池重新充電。此外，小型ICE能用作EV中的發(fā)電機，以對電池重新電池并且延長駕駛范圍。

混合動力和全電動車輛在其考慮安全性和經(jīng)濟性時須克服許多障礙。盡管在電池技術(shù)上有技術(shù)成果，但高能量和高功率電池的大規(guī)模應(yīng)用還未達到其全部潛力。該缺點與如下事實相關(guān)聯(lián)：電池的充電量、功率輸送特征以及日歷壽命很大程度上取決于它們的溫度。經(jīng)充分證明的事實是，電池在操作(充電和放點)期間的過度加熱導(dǎo)致不平衡的反應(yīng)，這由此觸發(fā)諸如火災(zāi)和爆炸的嚴(yán)重安全問題。此外，電池暴露于冰點以下溫度急劇地減小它們的電力輸送。因此，電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)(BTMS)對于所有大中型電池組都是必須的，以使得它們的溫度在較佳范圍內(nèi)，而不考慮電池組上的負(fù)荷。

鋰離子(Li-ion)電池由于諸如高功率和能量密度、長循環(huán)壽命、優(yōu)良的存儲能力以及無記憶再充電特征的若干引人注目特征而變?yōu)橹饕碾姵丶夹g(shù)。也稱為袋形電池單元的棱柱形鋰離子電池單元在本領(lǐng)域是眾所周知的，并且由于對于此種情形(袋形)可忽略不計的重量、相對較低制造成本以及形狀設(shè)計上的靈活性而在汽車電動化中受青睞。

鋰基電池是室溫電池；這意味著它們的理想工作溫度是大約25℃。然而，它們能在-20℃至60℃的范圍內(nèi)工作，但在低于0℃的溫度下，它們的能力迅速地減弱并且在高于50℃的溫度下，它們變得易于產(chǎn)生嚴(yán)重的熱危害。因此，鋰離子電池的熱管理對于促進它們的安全性和性能方面極為關(guān)鍵。

通常，BTMS的復(fù)雜性隨著電池系統(tǒng)的尺寸而增大。隨著電池尺寸增大，顯著的溫度變化會在各個電池單元之間發(fā)生。如果一個電池單元與其它電池單元相比處于較高溫度下，則其電性能會不同，且這導(dǎo)致整個電池組的不平衡性能。因此，為了促進峰值性能，應(yīng)使得電池組中電池單元之間的不同溫度最小化；同時，整個電池組須保持在期望的溫度范圍內(nèi)。

多電池單元電池、尤其是鋰離子(Li-ion)由于其高能量密度、高比能量、長壽命周期和靈活且輕型設(shè)計而廣泛地使用。通常，多單元鋰離子電池包括電池盒和作為電池模塊集聚在電池盒中的一組電池單元。這些電池單元的每個包括具有正極引線的正電極和具有負(fù)極引線的負(fù)電極。在構(gòu)造上，這些正極引線和負(fù)極引線串聯(lián)地或并聯(lián)地或者組合地連接，以滿足電池電位的不同電壓和能量需求。

通常，電池包括匯流條，該匯流條是金屬導(dǎo)體，該金屬導(dǎo)體具有低阻抗和高載流能力并且以所需的結(jié)構(gòu)連接電極。匯流條通常用作導(dǎo)體以將電力分配至電池的若干點，且匯流條通常用于連接每個電池單元的電極，其中該匯流條串聯(lián)地連接電池單元，并且該匯流條將一個電池單元的正極端子連接于另一電池單元的負(fù)極端子。匯流條通常焊接于每個電極端子。替代地，匯流條可由機械緊固件連接于電極端子。因此，匯流條用于經(jīng)由相對較短的距離載送相當(dāng)大的電流。