用于減輕氣體積聚的蓄電池模塊及其方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于減輕氣體積聚的蓄電池模塊及其方法。提供蓄電池模塊。該蓄電池模塊包括構(gòu)造成彼此電氣通信的多個蓄電池電池單元組件。每個蓄電池電池單元組件具有由殼體包圍的電極堆。所述電極堆定位在所述殼體中，以在所述電極堆與所述殼體之間形成一個或多個外圍空間。支撐構(gòu)件鄰近于所述蓄電池電池單元組件中的每個定位以接觸所述電極堆的期望部分。所述支撐構(gòu)件構(gòu)造成將壓縮力集中在所述電極堆的期望部分上。所述壓縮力將在所述電極堆的操作期間形成的氣體驅(qū)入到所述殼體內(nèi)的所述外圍空間中。
【專利說明】用于減輕氣體積聚的蓄電池模塊及其方法

【背景技術(shù)】
[0001]一個或多個蓄電池模塊已經(jīng)被提議作為用于電氣裝置(例如，電動車輛)的清潔的、有效的且環(huán)境友好的功率源。多個單獨的蓄電池電池單元組件形成蓄電池模塊。蓄電池電池單元組件可以是各種類型的，例如鋰離子蓄電池電池單元。蓄電池模塊被設(shè)置成供應(yīng)足以操作該電氣裝置的電功率量。
[0002]多個單獨蓄電池電池單元組件必須被物理地支撐和保護，并且與彼此以及與電氣裝置電氣通信。此外，通常期望在蓄電池電池單元組件的充電和放電期間向該蓄電池電池單元組件提供冷卻。在通常的充電和放電循環(huán)期間，氣體被形成并捕獲在蓄電池電池單元組件內(nèi)。如果隨著時間的經(jīng)過而不經(jīng)處理，那么被捕獲的氣體可導致對蓄電池電池單元組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損壞，例如電極從集電器的脫離(delaminat1n)或者電接觸或離子接觸的消失。該脫離過程以及電接觸的消失可導致蓄電池電氣性能的降級。
[0003]期望制造蓄電池模塊，其中在充電和放電循環(huán)期間在各個蓄電池電池單元組件內(nèi)產(chǎn)生的氣體的影響被最小化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明，提供一種蓄電池模塊，該蓄電池模塊包括構(gòu)造成彼此電氣通信的多個蓄電池電池單元組件。每個蓄電池電池單元組件具有由殼體包圍的電極堆。所述電極堆定位在所述殼體中，以在所述電極堆與所述殼體之間形成一個或多個外圍空間。支撐構(gòu)件鄰近于所述蓄電池電池單元組件中的每個定位以接觸所述電極堆的期望部分。所述支撐構(gòu)件構(gòu)造成將壓縮力集中在所述電極堆的期望部分上。所述壓縮力將在所述電極堆的操作期間形成的氣體驅(qū)入到所述殼體內(nèi)的所述外圍空間中。
[0005]根據(jù)本發(fā)明，還提供一種蓄電池模塊，該蓄電池模塊包括構(gòu)造成彼此電氣通信的多個蓄電池電池單元組件。每個蓄電池電池單元組件具有由殼體包圍的電極堆。所述電極堆定位在所述殼體中，以在所述電極堆與所述殼體之間形成一個或多個外圍空間。一個或多個支撐構(gòu)件鄰近于所述蓄電池電池單元組件定位以接觸所述電極堆的期望部分。所述支撐構(gòu)件構(gòu)造成將壓縮力集中在所述電極堆的期望部分上。所述壓縮力在所述殼體內(nèi)產(chǎn)生壓力梯度，并且所述壓力梯度將在所述電極堆的操作期間形成的氣體驅(qū)入到所述殼體內(nèi)的所述外圍空間中。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，還提供一種形成蓄電池模塊的方法，所述方法包括以下步驟:提供多個蓄電池電池單元組件，所述蓄電池電池單元組件構(gòu)造成彼此電氣通信，每個蓄電池電池單元組件具有由殼體包圍的電極堆，其中，所述電極堆定位在所述殼體中，以在所述電極堆與所述殼體之間形成一個或多個外圍空間；以及將一個或多個支撐構(gòu)件鄰近于所述蓄電池電池單元組件定位以接觸所述電極堆的期望部分，所述支撐構(gòu)件構(gòu)造成將壓縮力集中在所述電極堆的期望部分上，其中，所述壓縮力將在所述電極堆的操作期間形成的氣體驅(qū)入到所述殼體內(nèi)的所述外圍空間中。
[0007]本發(fā)明還提供了以下技術(shù)方案。
[0008]方案1.一種蓄電池模塊，所述蓄電池模塊包括:
多個蓄電池電池單元組件，所述蓄電池電池單元組件構(gòu)造成彼此電氣通信，每個蓄電池電池單元組件具有由殼體包圍的電極堆，其中，所述電極堆定位在所述殼體中，以在所述電極堆與所述殼體之間形成一個或多個外圍空間；以及
支撐構(gòu)件，所述支撐構(gòu)件鄰近于所述蓄電池電池單元組件中的每個定位以接觸所述電極堆的期望部分，所述支撐構(gòu)件構(gòu)造成將壓縮力集中在所述電極堆的期望部分上；
其中，所述壓縮力將在所述電極堆的操作期間形成的氣體驅(qū)入到所述殼體內(nèi)的所述外圍空間中。
[0009]方案2.根據(jù)方案I所述的蓄電池模塊，其中，冷卻模塊定位在所述蓄電池電池單元組件之間。
[0010]方案3.根據(jù)方案I所述的蓄電池模塊，其中，由所述支撐構(gòu)件施加的所述壓縮力附加于用于組裝所述蓄電池模塊的壓縮力。
[0011]方案4.根據(jù)方案3所述的蓄電池模塊，其中，附加的壓縮力處于從大約25 psi至大約50 psi的范圍內(nèi)。
[0012]方案5.根據(jù)方案I所述的蓄電池模塊，其中，所述支撐構(gòu)件具有金字塔的形狀。
[0013]方案6.根據(jù)方案I所述的蓄電池模塊，其中，所述支撐構(gòu)件包括插件。
[0014]方案7.根據(jù)方案6所述的蓄電池模塊，其中，所述插件由與形成所述支撐構(gòu)件的材料相比具有不同密度的材料來形成。
[0015]方案8.—種蓄電池模塊,所述蓄電池模塊包括:
多個蓄電池電池單元組件，所述蓄電池電池單元組件構(gòu)造成彼此電氣通信，每個蓄電池電池單元組件具有由殼體包圍的電極堆，其中，所述電極堆定位在所述殼體中，以在所述電極堆與所述殼體之間形成一個或多個外圍空間；以及
支撐構(gòu)件，所述支撐構(gòu)件鄰近于所述蓄電池電池單元組件定位以接觸所述電極堆的期望部分，所述支撐構(gòu)件構(gòu)造成將壓縮力集中在所述電極堆的期望部分上；
其中，所述壓縮力在所述殼體內(nèi)產(chǎn)生壓力梯度，且其中，所述壓力梯度將在所述電極堆的操作期間形成的氣體驅(qū)入到所述殼體內(nèi)的所述外圍空間中。
[0016]方案9.根據(jù)方案8所述的蓄電池模塊，其中，冷卻模塊定位在所述蓄電池電池單元組件之間。
[0017]方案10.根據(jù)方案8所述的蓄電池模塊，其中，由所述支撐構(gòu)件施加的所述壓縮力附加于用于組裝所述蓄電池模塊的壓縮力。
[0018]方案11.根據(jù)方案10所述的蓄電池模塊，其中，附加的壓縮力處于從大約25 psi至大約50 psi的范圍內(nèi)。
[0019]方案12.根據(jù)方案8所述的蓄電池模塊，其中，所述支撐構(gòu)件具有金字塔的形狀。
[0020]方案13.根據(jù)方案8所述的蓄電池模塊，其中，所述支撐構(gòu)件包括插件。
[0021]方案14.根據(jù)方案13所述的蓄電池模塊，其中，所述插件由與形成所述支撐構(gòu)件的材料相比具有不同密度的材料來形成。
[0022]方案15.—種形成蓄電池模塊的方法，所述方法包括以下步驟:
提供多個蓄電池電池單元組件，所述蓄電池電池單元組件構(gòu)造成彼此電氣通信，每個蓄電池電池單元組件具有由殼體包圍的電極堆，其中，所述電極堆定位在所述殼體中，以在所述電極堆與所述殼體之間形成一個或多個外圍空間；以及
將一個或多個支撐構(gòu)件鄰近于所述蓄電池電池單元組件定位以接觸所述電極堆的期望部分，所述支撐構(gòu)件構(gòu)造成將壓縮力集中在所述電極堆的期望部分上，且其中，所述壓縮力將在所述電極堆的操作期間形成的氣體驅(qū)入到所述殼體內(nèi)的所述外圍空間中。
[0023]方案16.根據(jù)方案15所述的方法，其中，冷卻模塊定位在所述蓄電池電池單元組件之間。
[0024]方案17.根據(jù)方案15所述的方法，其中，由所述支撐構(gòu)件施加的所述壓縮力附加于用于組裝所述蓄電池模塊的壓縮力。
[0025]方案18.根據(jù)方案17所述的方法，其中，附加的壓縮力處于從大約25 psi至大約50 psi的范圍內(nèi)。
[0026]方案19.根據(jù)方案15所述的方法，其中，所述支撐構(gòu)件具有金字塔的形狀。
[0027]方案20.根據(jù)方案15所述的方法，其中，所述支撐構(gòu)件包括插件。
[0028]本發(fā)明的各個目的和優(yōu)勢對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說通過結(jié)合附圖閱讀的本發(fā)明的下述詳細說明將顯而易見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是根據(jù)本發(fā)明的蓄電池電池單元組件的分解示意性透視圖。
[0030]圖2a是包括圖1的蓄電池電池單元組件的蓄電池模塊的示意性側(cè)視圖。
[0031]圖2b是示出為組裝好的圖2a的蓄電池模塊的示意性側(cè)視圖。
[0032]圖3a是支撐構(gòu)件的第一實施例的示意性透視圖。
[0033]圖3b是支撐構(gòu)件的第二實施例的示意性透視圖。
[0034]圖3c是支撐構(gòu)件的第三實施例的示意性透視圖。
[0035]圖3d是支撐構(gòu)件的第四實施例的示意性透視圖。
[0036]圖4是蓄電池模塊的第二實施例的示意性側(cè)視圖。

【具體實施方式】
[0037]現(xiàn)將間或參考本發(fā)明的具體實施例來描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以不同的形式來實施并且應(yīng)當被認為不局限于本文所闡述的實施例。而是，這些實施例被提供以使得本公開將是透徹和完整的，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員完整地傳達本發(fā)明的范圍。
[0038]除非另有限定，本文所使用的全部技術(shù)和科學術(shù)語具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所通常理解的含義相同的含義。在本文的本發(fā)明的說明中所使用的術(shù)語僅用于描述具體實施例，并且不旨在限制本發(fā)明。如在本發(fā)明的說明書以及所附權(quán)利要求書中所使用的，單數(shù)形式“一”、“一種”和“該”旨在還包括復數(shù)形式，除非在上下文中以其他方式清楚地指明。
[0039]除非另有聲明，在說明書和權(quán)利要求書中用于表達諸如長度、寬度和高度等等的尺寸的數(shù)量的全部數(shù)值要被理解為在任何情況下都由術(shù)語“大約”來修正。因此，除非另有聲明，在說明書和權(quán)利要求書中闡述的數(shù)值屬性是近似值，其可以取決于在本發(fā)明的實施例中需要獲得的期望屬性而可變化。雖然闡述本發(fā)明的寬泛范圍的數(shù)值范圍和參數(shù)是近似值，但是在具體示例中闡述的數(shù)值盡可能精確地被給出。但是，任何數(shù)值固有地包含一定誤差，該一定誤差必然源自在其相應(yīng)測量中出現(xiàn)的誤差。
[0040]說明書和附圖公開了一種蓄電池模塊，該蓄電池模塊具有彼此電氣通信的一個或多個蓄電池電池單元組件。所述蓄電池電池單元組件在結(jié)構(gòu)上被支撐在蓄電池模塊內(nèi)，使得蓄電池電池單元組件處于軸向壓縮。通常，蓄電池模塊包括位于蓄電池電池單元組件之間的支撐構(gòu)件。支撐構(gòu)件構(gòu)造成將附加壓縮力集中在蓄電池電池單元組件內(nèi)的電極堆的選定部分上，由此將在蓄電池電池單元組件內(nèi)形成的氣體分配至在該電極堆周圍的外圍區(qū)域。如本文所使用的，術(shù)語“蓄電池模塊”被限定為意味著作為整體設(shè)置的一個或多個蓄電池電池單元組件。如本文所使用的，術(shù)語“蓄電池電池單元組件”被限定為意味著構(gòu)造成產(chǎn)生以及釋放電流的任何結(jié)構(gòu)。
[0041]現(xiàn)參考附圖，且尤其參考圖1，總體上以10示出了包括本發(fā)明的特征的蓄電池電池單元組件的分解透視圖。該蓄電池電池單元組件10包括蓄電池組12和框架14。
[0042]蓄電池組12包括相對的板片16a、16b，這些板片層壓到一起以便形成外圍密封區(qū)域18a-18d。外圍密封區(qū)域18a-18d從成型殼體20延伸至蓄電池組12的邊緣。在一些情況下，殼體20可以呈袋的形式。在其他情況下，殼體20可具有其他結(jié)構(gòu)的形式，例如在非限制性示例中是棱柱形金屬罐。在圖示的實施例中，外圍密封區(qū)域18a-18d使用熱密封工藝來形成。然而，可以使用足以形成外圍密封區(qū)域和殼體的其他工藝。
[0043]再次參考圖1，腔22形成于殼體20內(nèi)，電極堆24定位在腔22中。在所示的實施例中，電極堆24是鋰離子(Li離子)類型的蓄電池。但是在其他實施例中，電極堆24可以是采用不同結(jié)構(gòu)和電化學性質(zhì)的其他類型的蓄電池，而不偏離本發(fā)明的范圍和精神。
[0044]外圍空間26a_26d形成于殼體20內(nèi)位于電極堆24的邊緣與殼體20的側(cè)面之間。將在下文更詳細地討論外圍空間26a_26d。
[0045]框架14包括外圍側(cè)面28a_28d和凹入的外圍肩部30a_30d?？蚣?4構(gòu)造成接收蓄電池組12，使得外圍密封區(qū)域18a-18d抵靠凹入的外圍肩部30a_30d安置。蓄電池組12利用任何期望的結(jié)構(gòu)、機構(gòu)或裝置緊固在框架14內(nèi)?？蚣?4的外圍側(cè)面28a-28d構(gòu)造成允許將蓄電池電池單元組件10與其他蓄電池電池單元組件或者與其他結(jié)構(gòu)或組件堆疊，如將在下文更詳細地討論的。應(yīng)當理解的是，框架14可具有足以接收并緊固蓄電池組12并且允許與其他蓄電池電池單元組件或者與其他結(jié)構(gòu)或組件堆疊的任何期望形狀、結(jié)構(gòu)或構(gòu)造。
[0046]再次參考圖1，框架14包括定位在框架14的角部處的多個孔32a_32d (要注意，僅示出了孔32a-32c)。孔32a_32d延伸穿過框架14的外圍側(cè)面28a_28d，以便允許壓縮構(gòu)件(未示出)從這些孔穿過。
[0047]如在下文將更詳細地討論的，在電極堆24的充電和放電循環(huán)期間，氣體(總體上用附圖標記25表不)形成于殼體20內(nèi)。
[0048]現(xiàn)參考圖2a，總體上用40示出了蓄電池模塊的分解圖。蓄電池模塊40包括一個或多個蓄電池電池單元組件10，如在圖1中示出并在上文描述的。每個蓄電池電池單元組件10包括緊固到框架14的蓄電池組12。
[0049]冷卻模塊42定位在蓄電池組件10之間。冷卻模塊42構(gòu)造成在充電和放電循環(huán)期間冷卻該蓄電池組件10。冷卻模塊42是本領(lǐng)域公知的并且在本文將不被描述。在所示的實施例中，冷卻模塊42包括液體冷卻過程。但是在其他實施例中，可使用其他冷卻過程。
[0050]再次參考圖2a，冷卻模塊42包括多個孔44a_44d (要注意，僅示出了孔44a和44b)，這些孔構(gòu)造成與蓄電池電池單元組件10的框架14中的孔32a-32d相對應(yīng)?？?4a-44d構(gòu)造成允許壓縮構(gòu)件46a_46d從其穿過。
[0051]支撐構(gòu)件50定位在蓄電池電池單元組件10的外側(cè)側(cè)面上。支撐構(gòu)件50構(gòu)造用于多個功能。首先，支撐構(gòu)件50構(gòu)造成將蓄電池電池單元組件10保護性地支撐并緩沖在蓄電池模塊40內(nèi)。其次，支撐構(gòu)件50構(gòu)造成將附加壓縮力集中在蓄電池組12的選定部分上。將在下文更詳細地討論支撐構(gòu)件50。
[0052]再次參考圖2a，多個端部框架60定位在支撐構(gòu)件50的外側(cè)。每個端部框架60包括多個孔61a-61d (要注意，僅示出了孔61a和61b)，這些孔構(gòu)造成與蓄電池電池單元組件10的框架14中的孔32a-32d相對應(yīng)?？?1a_61d構(gòu)造成允許壓縮構(gòu)件46a_46d從其穿過。
[0053]與壓縮構(gòu)件46a_46d聯(lián)接的端部框架60構(gòu)造成將冷卻模塊42、蓄電池電池單元組件10和支撐構(gòu)件50緊固到一起，由此形成蓄電池模塊40。而且，與壓縮構(gòu)件46a-46d聯(lián)接的端部框架60還構(gòu)造成將冷卻模塊42、蓄電池電池單元組件10和支撐構(gòu)件50壓縮到一起。在所示的實施例中，由端部框架60和壓縮構(gòu)件46a-46d形成的壓縮處于大約3.0至
10.0磅每平方英寸(psi)的范圍內(nèi)。替代性地,在其他實施例中，該壓縮可以小于大約3.0psi或大于大約10.0 psi。端部框架60和壓縮構(gòu)件46a-46d是本領(lǐng)域常見的，并且在本文將不被描述。
[0054]現(xiàn)參考圖2b，示出了組裝好的蓄電池模塊40。蓄電池模塊40包括定位在蓄電池電池單元組件10之間的冷卻模塊42，其中支撐構(gòu)件50和端部框架60位于蓄電池電池單元組件10的外側(cè)。壓縮構(gòu)件46a-46d和端部框架60 —起緊固蓄電池模塊40。
[0055]雖然在圖2b中示出的蓄電池模塊40示出了數(shù)量為兩個的蓄電池電池單元組件10，但是應(yīng)當理解的是，在其他實施例中，蓄電池模塊40可具有任何期望數(shù)量的蓄電池電池單元組件10以及相關(guān)的冷卻模塊42和支撐構(gòu)件50。
[0056]現(xiàn)參考圖2a和3a，支撐構(gòu)件50具有一個或多個傾斜部分52，所述傾斜部分會聚以形成頂點54。如圖3a所示，傾斜部分52協(xié)作以形成金字塔的大致形狀。然而，如將在下文更詳細地討論的，支撐構(gòu)件50可具有其他期望形狀。在所示的實施例中，傾斜部分52由附接基部56支撐。然而，應(yīng)當理解的是，在其他實施例中，基部56可與傾斜部分52整體地形成。如圖2a所示，基部56包括多個孔57a-57d (要注意，僅示出了孔57a和57b)，這些孔構(gòu)造成與蓄電池電池單元組件10的框架14中的孔32a-32d相對應(yīng)。孔57a_57d構(gòu)造成允許壓縮構(gòu)件46a-46d從其穿過。
[0057]再次參考圖2b，在組裝好的狀況下，支撐構(gòu)件50的每個頂點54定位成接觸并壓縮每個蓄電池電池單元組件10的選定部分。在所示的實施例中，由頂點54提供的附加壓縮力處于從大約25 psi至大約50 psi的范圍內(nèi)。然而,在其他實施例中，該附加壓縮力可小于大約25 psi或者大于大約50 psi。
[0058]不拘泥于理論，認為由支撐構(gòu)件50提供的集中的附加壓縮力(用圖2b中的方向箭頭Fl表不)在蓄電池組12內(nèi)形成壓力梯度,該壓力梯度用于將在殼體20內(nèi)形成的氣體25朝向電極堆24周圍的外圍空間26a-26d驅(qū)動(用圖2b中的方向箭頭Dl表示)。這樣做時，排出的氣體從電極堆24的可能遭受電氣部件脫離的區(qū)域被充分地移除。
[0059]在如圖2a、2b和3a所示的實施例中，支撐構(gòu)件50具有封閉單元泡沫狀(foamular)結(jié)構(gòu),并且由聚合物基材料(例如,聚氨酯或聚丙烯)形成。然而，在其他實施例中，支撐構(gòu)件可具有其他期望結(jié)構(gòu)并且可由其他期望材料制成。
[0060]如由在圖2a和3a中所示的實施例進一步示出的，頂點54定位成將附加壓縮力集中在電極堆24的大致中心區(qū)域。然而，可構(gòu)想到多個替代性實施例。首先構(gòu)想到的是，每個支撐構(gòu)件可具有多個頂點，其中各個頂點構(gòu)造成將附加壓縮力同時集中至電極堆24的不同區(qū)域。其次構(gòu)想到的是，每個支撐構(gòu)件可具有多個頂點，其中可通過編程以使得附加壓縮力順序地循環(huán)至電極堆24的不同區(qū)域來啟用各個頂點，例如以形成使得壓縮力循環(huán)的環(huán)路。通過任何期望機構(gòu)(例如，微伺服裝置)可實現(xiàn)各個頂點的壓縮力的啟用。最后還構(gòu)想到的是，支撐構(gòu)件具有各種高度的多個頂點，以便獲得具有不同的壓力密度的電極堆24的區(qū)域。該不同的壓力密度可設(shè)置成使得附加壓縮力根據(jù)需要集中在電極堆24的不同區(qū)域。
[0061]在圖2a、2b和3a所示的實施例中，支撐構(gòu)件50被描述為具有協(xié)作以形成頂點54的傾斜部分52。但是在本文構(gòu)想到的是，支撐構(gòu)件50可具有其他形狀并且可包括其他結(jié)構(gòu)。現(xiàn)參考圖3b-3d，示出了支撐構(gòu)件的附加實施例。
[0062]首先參考圖3b，示出了具有大致截頭體形狀的支撐構(gòu)件150。支撐構(gòu)件150包括周向傾斜外表面152、接觸表面154和外側(cè)表面156。在操作中，支撐構(gòu)件150定位成將附加壓縮力集中在電極堆24的大致中心區(qū)域，如上文所述的。任選地，接觸表面154的區(qū)域可以具有足以影響電極堆24的中心區(qū)域的任何尺寸。任選地，支撐構(gòu)件150可包括基部(未示出)。
[0063]現(xiàn)參考圖3c，總體上以250示出了支撐構(gòu)件的另一實施例。支撐構(gòu)件250具有大致卵形截面形狀。支撐構(gòu)件250包括接觸區(qū)域254 (用陰影線表示)以及端部258，該接觸區(qū)域作為外周表面256的一部分。在操作中，支撐構(gòu)件250的接觸區(qū)域254定位成將附加壓縮力集中在電極堆24的大致中心區(qū)域，如上所述。任選地，外周表面256的接觸區(qū)域254可具有足以影響電極堆24的中心區(qū)域的任何尺寸。
[0064]現(xiàn)參考圖3d，總體上用350示出了支撐構(gòu)件的另一實施例。支撐構(gòu)件350與如圖3c所示并且在上文描述的支撐構(gòu)件250相同或相似，并且添加有插件370。因此，支撐構(gòu)件350包括接觸區(qū)域354 (用陰影線表示)、外周表面356和端部238。插件370包括周向表面372和端部374。在所示的實施例中，與形成支撐構(gòu)件350的材料相比，插件370是具有不同密度的不同材料。插件370定位成將附加壓縮力集中在電極堆(未示出)的接觸區(qū)域354。插件370的密度可根據(jù)電極堆的期望接觸區(qū)域被調(diào)節(jié)。
[0065]雖然在圖3d中示出的插件370被示出為大致筒形構(gòu)件，但是應(yīng)當理解的是，插件370可具有與電極堆的期望接觸區(qū)域相對應(yīng)的其他期望形狀。
[0066]圖3a_3d示出了支撐構(gòu)件的各個實施例。然而，應(yīng)當理解的是，支撐構(gòu)件可具有足以將附加壓縮力集中在電極堆的期望接觸區(qū)域的任何期望形狀和構(gòu)造。另外在其他實施例中，還應(yīng)當理解的是，附加壓縮力可通過不同于支撐構(gòu)件的壓縮結(jié)構(gòu)被傳遞到電極堆的期望接觸區(qū)域。圖4示出了具有這種不同的壓縮結(jié)構(gòu)的蓄電池模塊440的實施例。
[0067]現(xiàn)參考圖4，蓄電池模塊440包括定位在蓄電池電池單元組件410之間的冷卻模塊442。蓄電池電池單元組件410包括具有用于包圍電極堆的殼體的蓄電池組(為了簡明起見，蓄電池組、殼體和電極堆未被示出)。在所示的實施例中，冷卻模塊442和蓄電池電池單元組件410與如圖2b所示并且在上文描述的冷卻模塊42和蓄電池電池單元組件10相同或相似。然而，在其他實施例中，冷卻模塊442和蓄電池電池單元組件410可以不同于冷卻模塊42和蓄電池電池單元組件10。
[0068]支撐構(gòu)件450被定位在蓄電池電池單元組件410的外側(cè)側(cè)面上。支撐構(gòu)件450構(gòu)造成保護性地支撐并緩沖蓄電池電池單元組件410。在所示的實施例中，支撐構(gòu)件450是大致平坦形狀的并且具有泡沫狀結(jié)構(gòu)。替代性地，支撐構(gòu)件450可具有任何期望形狀并且可由任何期望材料來形成。
[0069]端部框架460定位在支撐構(gòu)件450的外側(cè)側(cè)面上。端部框架與壓縮構(gòu)件446a_446d協(xié)作以壓縮蓄電池模塊440，如上所述。在所示的實施例中，端部框架460和壓縮構(gòu)件446a-446d與在圖2b中并且如上所述的端部框架60和壓縮構(gòu)件46a_46d相同或相似。但是在其他實施例中，端部框架460和壓縮構(gòu)件446a_446d可以不同于端部框架60和壓縮構(gòu)件 46a_46d。
[0070]再次參考圖4，壓縮組件480被附接到壓縮構(gòu)件446a_446d的每個端部。壓縮組件480構(gòu)造成將附加壓縮力集中在蓄電池組412的選定部分上。每個壓縮組件包括轂481、彈性構(gòu)件482和壓縮墊484。轂481被附接到壓縮構(gòu)件446b，以便允許沿壓縮構(gòu)件446b的軸向運動。彈性構(gòu)件482的第一端附接到轂481，彈性構(gòu)件482的另一端附接到壓縮墊484。壓縮墊484定位成將附加壓縮力集中在蓄電池組412的大致中心區(qū)域。在操作中，隨著轂481朝向端部框架460軸向運動，由壓縮組件480提供的壓縮力增加。
[0071]雖然如圖4所示的壓縮組件480構(gòu)造成將附加壓縮力集中在蓄電池組412的選定部分上。應(yīng)當理解的是，在其他實施例中，可使用其他機構(gòu)、裝置和結(jié)構(gòu)將形成于電極堆內(nèi)的氣體分配至該電極堆周圍的外圍區(qū)域。替代性方法的一個非限制性示例是使用氣動真空裝置(未示出)。該氣動真空裝置構(gòu)造成與殼體中的外圍排通口協(xié)作，以將氣體從電極堆的中心區(qū)域推向外圍空間。
[0072]本領(lǐng)域技術(shù)人員從前述說明可以容易地確定本發(fā)明的必要特征，并且在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可對本發(fā)明作出各種變化和修改以使其適于各種用途和狀況。
【權(quán)利要求】
1.一種蓄電池模塊，所述蓄電池模塊包括: 多個蓄電池電池單元組件，所述蓄電池電池單元組件構(gòu)造成彼此電氣通信，每個蓄電池電池單元組件具有由殼體包圍的電極堆，其中，所述電極堆定位在所述殼體中，以在所述電極堆與所述殼體之間形成一個或多個外圍空間；以及 支撐構(gòu)件，所述支撐構(gòu)件鄰近于所述蓄電池電池單元組件中的每個定位以接觸所述電極堆的期望部分，所述支撐構(gòu)件構(gòu)造成將壓縮力集中在所述電極堆的期望部分上； 其中，所述壓縮力將在所述電極堆的操作期間形成的氣體驅(qū)入到所述殼體內(nèi)的所述外圍空間中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池模塊，其中，冷卻模塊定位在所述蓄電池電池單元組件之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池模塊，其中，由所述支撐構(gòu)件施加的所述壓縮力附加于用于組裝所述蓄電池模塊的壓縮力。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蓄電池模塊，其中，附加的壓縮力處于從大約25psi至大約50 psi的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池模塊，其中，所述支撐構(gòu)件具有金字塔的形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池模塊，其中，所述支撐構(gòu)件包括插件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蓄電池模塊，其中，所述插件由與形成所述支撐構(gòu)件的材料相比具有不同密度的材料來形成。
8.一種蓄電池模塊，所述蓄電池模塊包括: 多個蓄電池電池單元組件，所述蓄電池電池單元組件構(gòu)造成彼此電氣通信，每個蓄電池電池單元組件具有由殼體包圍的電極堆，其中，所述電極堆定位在所述殼體中，以在所述電極堆與所述殼體之間形成一個或多個外圍空間；以及 支撐構(gòu)件，所述支撐構(gòu)件鄰近于所述蓄電池電池單元組件定位以接觸所述電極堆的期望部分，所述支撐構(gòu)件構(gòu)造成將壓縮力集中在所述電極堆的期望部分上； 其中，所述壓縮力在所述殼體內(nèi)產(chǎn)生壓力梯度，且其中，所述壓力梯度將在所述電極堆的操作期間形成的氣體驅(qū)入到所述殼體內(nèi)的所述外圍空間中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的蓄電池模塊，其中，冷卻模塊定位在所述蓄電池電池單元組件之間。
10.一種形成蓄電池模塊的方法，所述方法包括以下步驟: 提供多個蓄電池電池單元組件，所述蓄電池電池單元組件構(gòu)造成彼此電氣通信，每個蓄電池電池單元組件具有由殼體包圍的電極堆，其中，所述電極堆定位在所述殼體中，以在所述電極堆與所述殼體之間形成一個或多個外圍空間；以及 將一個或多個支撐構(gòu)件鄰近于所述蓄電池電池單元組件定位以接觸所述電極堆的期望部分，所述支撐構(gòu)件構(gòu)造成將壓縮力集中在所述電極堆的期望部分上，且其中，所述壓縮力將在所述電極堆的操作期間形成的氣體驅(qū)入到所述殼體內(nèi)的所述外圍空間中。
【文檔編號】H01M10/04GK104051774SQ201310657567
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月14日
【發(fā)明者】Y.齊, J.穆特, Q.林, S.J.哈里斯 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司