[發明專利]電池單元的堆疊及其組裝方法、電池模塊和車輛

在審

• 申請號: 202110331119.7
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113451633A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: H.拉思
• 申請（專利權）人: 三星SDI株式會社
• 主分類號: H01M10/04
• 分類號: H01M10/04;H01M50/242;H01M50/258;H01M50/249;H01M50/209
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 弋桂芬

本發明提供了一種用于組裝電池單元的堆疊的方法、一種電池單元的堆疊、一種電池模塊以及一種包括電池包的車輛，該電池包包括至少一個電池模塊。該堆疊中的電池單元布置為使得它們的縱向側彼此鄰接，該方法在生產線上進行并包括以下步驟：(S1)提供用于操作電池單元的第一裝置單元；(S2)提供第二裝置單元，第二裝置單元用于支撐間隔物薄片的輥并將間隔物薄片組裝到電池單元，間隔物薄片是自粘的并具有300μm至550μm的厚度；以及(S3)通過第二裝置單元將來自間隔物薄片的輥的間隔物條粘附在每個電池單元的兩個縱向側上，其中間隔物條適配為使得各縱向側的中央部分保持未被覆蓋。

技術領域

本發明涉及一種用于組裝電池單元的堆疊的方法、一種電池單元的堆疊、一種電池模塊以及一種包括電池包的車輛，該電池包包括至少一個電池模塊。

背景技術

近年來，用于貨物和人員的運輸的車輛已經被發展為使用電力作為運動力源。這樣的電動車輛是使用存儲在可充電電池中的能量的由電動機驅動的汽車。電動車輛可以僅由電池供電，或者可以是由例如汽油發電機供電的混合動力車輛的形式。此外，車輛可以包括電動機和常規內燃機的組合。通常，電動車輛電池(EVB)或牽引電池是用于為電池電動車輛(BEV)的推進提供動力的電池。電動車輛電池因為其被設計為在持續的時間段提供電力而不同于啟動電池、照明電池和點火電池。可再充電電池或二次電池與一次電池的不同之處在于，它能夠被反復地充電和放電，而后者僅提供化學能到電能的不可逆轉換。低容量可再充電電池用作小型電子設備(諸如蜂窩電話、筆記本計算機和便攜式攝像機)的電源，而高容量可再充電電池用作混合動力車輛等的電源。

通常，可再充電電池包括：電極組件，包括正電極、負電極以及插設在正電極和負電極之間的間隔物；接收電極組件的殼；以及電連接到該電極組件的電極端子。電解質溶液被注入到殼中以使得能夠通過正電極、負電極和電解質溶液的電化學反應對電池進行充電和放電。殼的形狀(例如圓柱形或矩形)取決于電池的預期用途。鋰離子(和類似的鋰聚合物)電池，通過其在膝上型電腦和消費電子產品中的使用而廣為人知，在開發的最新的一組電動車輛中占主導地位。

可再充電電池可以用作由串聯和/或并聯聯接的多個單位電池單元形成的電池模塊從而提供高能量密度，特別地，用于混合動力車輛的電動機驅動。也就是，取決于所需的電量并且為了實現高功率的可再充電電池，電池模塊通過互連多個單位電池單元的電極端子而形成。

電池包是一組任意數量的(優選地，相同的)電池模塊。它們可以串聯、并聯或兩者混合來配置以提供所需的電壓、容量或功率密度。電池包的部件包括各個電池模塊以及在它們之間提供導電性的互連。

這樣的電池包的機械集成要求(例如電池模塊的)各個部件之間以及在它們與車輛的支撐結構之間的適當的機械連接。這些連接必須在電池系統的平均使用壽命期間保持正常工作并節省空間。此外，必須滿足安裝空間和互換性要求，尤其是在移動應用中。

電池模塊的機械集成可以通過提供載體框架并通過將電池模塊安置在其上來實現。固定電池單元或電池模塊可以通過框架中的裝配凹陷或通過機械互連件(諸如螺栓或螺釘)來實現。備選地，電池模塊通過將側板緊固到載體框架的側面而被限制。此外，蓋板可以被固定在電池模塊的頂上和在電池模塊下面。

電池包的載體框架被安裝到車輛的承載結構。在電池包將被固定在車輛的底部處的情況下，機械連接可以通過例如穿過電池包的載體框架的螺栓而從底側建立。框架通常由鋁或鋁合金制成以減輕該構造的總重量。

盡管任何模塊化的結構，根據現有技術的電池系統通常包括電池殼體，該電池殼體用作外殼以密封該電池系統免受環境的影響并提供對電池系統的部件的結構保護。帶有殼體的電池系統通常被整個地安裝到其應用環境中，例如電動車輛中。因此，有缺陷的系統零件(例如有缺陷的電池子模塊)的更換需要拆卸整個電池系統并首先拆除其殼體。于是，甚至小和/或廉價的系統零件的缺陷也可能導致整個電池系統的拆卸和更換以及其單獨維修。由于高容量電池系統昂貴、大且重，所以上述過程證明是麻煩的，并且體積大的電池系統的儲存(例如在技工車間中)變得困難。