專利名稱：包括柔性產(chǎn)生元件與機(jī)械和熱調(diào)節(jié)所述元件的系統(tǒng)的電池的制作方法
包括柔性產(chǎn)生元件與機(jī)械和熱調(diào)節(jié)所itit件的系統(tǒng)的電池 絲領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種M用于電動(dòng)或混合機(jī)動(dòng)車輛牽引的電池，也lbi說包括 驅(qū)動(dòng)從動(dòng)輪的電動(dòng)馬達(dá)，該電動(dòng)馬達(dá)與驅(qū)動(dòng)這些輪或其它可能的從動(dòng)輪的熱發(fā) 動(dòng)她組合。
背景M
特別地，本發(fā)明適用于高度混合的熱車輛，該車輛可以實(shí)現(xiàn)牽引鏈的完全 電氣化。在這種情況下，電池不僅僅用于在加速階段輔助車輛，i^較M較 近的距離上提供車輛的自發(fā)運(yùn)動(dòng)。
為保證所關(guān)注應(yīng)用需要的動(dòng)力和能量7JC平，需凌4J造包括多個(gè)電能產(chǎn)生元 件的電池。
然而，當(dāng)這些元件充電和放電時(shí)，其結(jié)果是產(chǎn)生熱量，如果熱量不受到控 制，將產(chǎn)生斷^t/fff^I壽命的影響，或者甚^M2L端糾下引^t件的特定 化學(xué)成分熱失控的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致電池的退化。
因此，為了優(yōu)化電池的性能和^^1壽命，用于元件的熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)被^^ 電池內(nèi)。特別地，熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)可包括用于熱調(diào)節(jié)液體的循i^^4圣，所ii^t圣基 本上圍繞該產(chǎn)生元件而形成。
另外，在預(yù)期的汽車應(yīng)用中，系統(tǒng)的效率必須要高，因?yàn)槿Q于電流密度 以及電流密度變化的熱耗散峰值可能會(huì)&'J很高的值，特別是在高加逸復(fù)、再
生制動(dòng)、電池ifei^電或者在電動(dòng)模式下運(yùn)行在快車道時(shí)。
傳統(tǒng)產(chǎn)生元件包括至少一個(gè)電化學(xué)單電池，例如由相繼充當(dāng)陰旨陽(yáng)極的 電活性層的疊層構(gòu)成的鋰離子或鋰聚合物型電化學(xué)單電池，所述電活性層通過 電解質(zhì)樹目互接觸ilki^。
這些電化學(xué)單電^t常被封裝在剛性、氣密'錄器中以保護(hù)它們不受到外 界沖擊。特別地，這些容器可由^ii^金屬片制成以形^f^，在引^4^疊
層后，可通iikf^蓋子而封閉^^。
這種類型的封絲特定的缺陷，這些缺陷包^^狄本高，以及需要電絕
4緣金屬沐本的至少一個(gè)電極和需要增加泄壓閥以在元件^t^電或過熱的情況 下#^￡力。
為了 ^JMt些缺陷，已經(jīng)提出通過將電活性層的平坦疊層封裝在密封柔性 封套中以形成產(chǎn)生元件。另外，這種類型的產(chǎn)生元件典型地具有增加與熱調(diào)節(jié)
'液體的交M面的^^;w可形狀。
然而，對(duì)于這種封套，元件的才械強(qiáng)^^剩氐，itii^了當(dāng)前汽車工業(yè)
中的限制，特別是與撞擊有關(guān)的限制。
另外，疊層于是容易變形，特別是在電活性層tobf目對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)。特別地， 這種變形可能由充當(dāng)陽(yáng)M陰極的活'^N"料的^ 、按照鋰離子插Ai4率;^變 化而引起。
這些運(yùn)動(dòng)的結(jié)果;l^斤述電活'li^之間接觸電阻的變化，所述變化產(chǎn)生附加 的熱量，這可導(dǎo)致過早老化、可用能量受P詠觸發(fā)熱失控的風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于通過提出一種電池以改善I5^"技術(shù)，這種電池結(jié)合了^^1 具有柔'^L件的產(chǎn)生元件的優(yōu)點(diǎn)與枳械和熱封裝系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，該W^熱封裝 系^考慮到電化學(xué)行為和汽車工業(yè)中相對(duì)的電流約束、特別是與撞擊有關(guān)的 電流約束的情況下改善了電池的^^壽*^4^生。
為此，本發(fā)明提出一種包括多個(gè)電能產(chǎn)生元件的電池，所述電能產(chǎn)生元件 由封裝在柔性密封封套內(nèi)的至少一個(gè)電化學(xué)單電池形成，所述電M包括用于 所iiit件的枳^熱調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)形成由導(dǎo)熱材料構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體， 所述結(jié)構(gòu)體具有兩個(gè)縱向構(gòu)件和多個(gè)橫向構(gòu)件，所述橫向構(gòu)件連接所m向構(gòu) 件以在鏡向構(gòu)件之間形成殼體，在所述殼體中分別布置有產(chǎn)生元件，所述結(jié)構(gòu) 體包括用于熱調(diào)節(jié)流體的循環(huán)路徑，所述^^圣包括分別形#一個(gè)縱向構(gòu)件中 的兩個(gè)溝道、以及形^^個(gè)橫向構(gòu)件中的通道，所述兩個(gè)溝道分別為上游 溝道和下游溝道，所Jiifil^^HCbt目對(duì)于上游溝ii^下游溝道^^逸。


通過參照附圖，本發(fā)明其它特'^^優(yōu)點(diǎn)#^1^后面的說明書中，其中 圖1是才娥本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池的部分剖開透視圖的局部阮圖， 體示出了才;i^熱封裝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體以及其中的產(chǎn)生元件的配置；
圖2是圖i中電地逸f見圖的局部現(xiàn)圖，以分解圖示出了產(chǎn)生元件以;M目連的總線#電子卡；
圖3是圖l中電池的橫截面視圖，也示出了布置在保護(hù)絲中的結(jié)構(gòu)體； 圖4是圖1中電池的縱截面的部分f見圖，也示出了布置在保護(hù)容器中的結(jié)
構(gòu)體；
圖5是4^圖1的電池的電化學(xué)單電池的縱截面視圖； 圖6;i形擬艮悟圖1的電池的結(jié)構(gòu)體的一個(gè)才臭夾的逸阮圖； 圖7是示出位于根梧圖6的兩個(gè)^^之間的產(chǎn)生元件的布置的分解逄現(xiàn)圖； 圖8是根據(jù)圖7的產(chǎn)生元件的逸見圖，通過結(jié)構(gòu)矩陣示出了所iiit件的包 覆的配置；
圖9a、 9b和9c分別示出了才娘一個(gè)實(shí)施例布置在殼體中的產(chǎn)生元件的正 視圖(圖9a)、以截面AA所見的視圖(圖9b)、以及才娘一個(gè)變型以截面AA所 見的視圖(圖9c);
圖10是示出了與排空通iti^t的g區(qū)域的部^^文大視圖； 圖11 ;U^于才娘本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池的單片結(jié)構(gòu)體的透視圖； 圖12是用于通過交^A形成結(jié)構(gòu)體的兩種類型的模塊的透視圖； 圖13是4Nt圖12的^的截面浮見圖，所i^^^包4舌一對(duì)產(chǎn)生it件和一個(gè) 結(jié)構(gòu)矩陣；
圖14a和14bW別在產(chǎn)生元件(圖14a)和上游溝ii(圖14b)處的根提圖13 的m交^A的截面^L圖， M實(shí)施方式
在說明書中，術(shù)語(yǔ)定^^空間是參照?qǐng)D1中的電池的定位而言的。然而， 電池的密封使得可以根據(jù)不同的方向進(jìn)行定位。
對(duì)于附圖，下面描述的電池包括多個(gè)電能產(chǎn)生元件l，所述電能產(chǎn)生元件l 由至少一^)"裝在乘t生密封封套3中的電化學(xué)單電池2形成。特別地，電化學(xué) 單電池2是鋰離子或鋰聚合物型。
該電池更*#^用于對(duì)機(jī)動(dòng)車輛牽引電動(dòng)馬達(dá)提供動(dòng)力，無(wú)論是電動(dòng)汽車 狄電/熱^^型的情況。然而，才娥本發(fā)明的電*其它^#^式中也可用于 儲(chǔ)存電能，特別是在航空領(lǐng)域中。而且，在例如風(fēng)力發(fā)電的固定應(yīng)用中，使用 才娘本發(fā)明的電地^Rr有優(yōu)勢(shì)。
對(duì)于圖5，電化學(xué)單電池2具有棱柱幾何圖形狀并包4封目繼充當(dāng)陰極和陽(yáng)極的電活'1"^4的平坦疊層，所述電活'l4^通過電解質(zhì)凈iL^目接觸i^i^。而且， 兩個(gè)端子5延伸超出封套3的頂部旨以電連接所述單電池。
封套3包:^^目互熱辨^^在-"^的頂部片6和側(cè)部片7兩個(gè)片、以;sji 4^皮折疊以形成所述封套的底部的底部片8。特別地，這些片由分布在電活'I^i: 4的疊層周圍的多層膜形成，所述片圍^^斤述疊層，特別棘熱:fcf^t前在封套 3內(nèi)產(chǎn)生真空。
而且，該膜^L優(yōu)化以4氐抗電解質(zhì)和溶液的4曼害，熱焊^"iM^J氐抗空氣和 濕氣的侵害以保證電化學(xué)單電池2的長(zhǎng)的壽命。這是因?yàn)殇囯x子或鋰聚合物單 電池的化學(xué)特'f樹7J^P空氣敏感，這導(dǎo)致的過早氧^^引起封套3內(nèi)的內(nèi)部電 卩JL^壓力的增大。
該電池包括一種用于產(chǎn)生元件的枳械和熱封裝的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)使得可以 首先調(diào)節(jié)所a件的溫度，其次將元^^#在增強(qiáng)的結(jié)構(gòu)中。因此，該系統(tǒng)可 以為電^44^4十對(duì)和溫度有關(guān)風(fēng)險(xiǎn)的電氣妙、使電棘優(yōu)化溫度范圍內(nèi)運(yùn)行 以及提供與撞擊風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)的^4生，這些風(fēng)險(xiǎn)是^M"慮的應(yīng)用中所固有的。
為了提供才/L^封裝，該系統(tǒng)形成由"!^#料構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體9，該"^^[# 別地^i例如鋁的4r屬，而iL鋁具有重量輕的優(yōu)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)意味著結(jié)構(gòu)體9提供產(chǎn) 生元件l的才械強(qiáng)度，該才成強(qiáng)度特別是和汽車工業(yè)中當(dāng)前測(cè)鄉(xiāng)擊約絲關(guān)， 同時(shí)和汽車中的電池必須經(jīng)受的其它形式的積械應(yīng)力有關(guān)。
該結(jié)構(gòu)體9有兩個(gè)^^JiW置在電池的^-"側(cè)的同時(shí)縱向延伸的縱向構(gòu)
體13之間的同時(shí)^延伸的4^構(gòu)件12，殼體13內(nèi)分別布置有產(chǎn)生元件1。
另外，為了提微調(diào)節(jié)，體3包括一個(gè)用于熱調(diào)節(jié);脅的循環(huán)>5^圣，所述 5§4圣包括兩個(gè)溝道，分別是上游溝道14和下游溝道15，這兩個(gè)溝道分別形# 一個(gè)縱向構(gòu)件IO、 11內(nèi)，所^ ^￡包4 ^^^—個(gè)躺構(gòu)件12內(nèi)的通道 16，所iiiiit/^^"H^上分別與上游溝道14和下游溝道15流M通。因》誠(chéng) 向構(gòu)件12在產(chǎn)生元件1之間形成熱交換器，并JL^目同的通道14、 15中的一個(gè) 分別為所有的^^構(gòu)件12的通道16 ^^應(yīng)和浙—出^/^。
在所示實(shí)施例中，橫向構(gòu)件12是縱向相鄰的以在其間形成殼體13，上游溝 道14和下游溝道15分別在縱向構(gòu)件10、 ll中縱向延伸。另夕卜，單個(gè)殼體元件 13形成在兩個(gè)相鄰的橫向構(gòu)件12之間。
7另外，電池可包括;緣密封的絲17，絲17特別地由塑琳'J成， 17布置有結(jié)構(gòu)體9和產(chǎn)生元件1，所ii^被布置^UL許安絲車輛中。另外，
可在容器17中形成真空以增加熱絕^a;sjt過限制空氣和濕氣在所述元件上的
遷移而增加產(chǎn)生元件1的佳月壽命。
該電M包括用于循環(huán)所述流體以便提供元件1的熱調(diào)節(jié)的設(shè)^未示出)， 例如是將流^^壓入閉合回路的泵，也可以是熱交換器。
更確切地，該電池包括向上游溝道14提供流體的裝置以X^所述^^it過 該橫向構(gòu)件12^從下游溝道15排出流體的裝置。特別地，^-個(gè)，構(gòu)件 12的通道16于是可以由單個(gè)上游溝道14以平行的方式提供，以使得a^"^— 個(gè)橫向構(gòu)件12的流體直^"M游溝道14流出，而不必像以前那樣必須通過另 一個(gè)橫向構(gòu)件12。因jH^果是4it免與連續(xù)的交換器有關(guān)的熱量聚集時(shí)得到優(yōu) 異的均勻性。
;齡可以是氣體(特別是空氣)或液體，該液體特別地是具有低的蒸汽張 力的介電液城水，可以;U^乙離。熱調(diào)節(jié)裝置,加<^#出熱量以便將產(chǎn) 生元件1 ##在優(yōu)化的溫度工作范圍內(nèi)。特別地，該調(diào)節(jié)系統(tǒng)使得可以快速和 有效i^y^供電池中熱量的增加或排出，以不^fM^hM可^P角保熱調(diào)節(jié)。
才娥一^Nt別在圖6^7和圖12-14中示出的實(shí)施例，結(jié)構(gòu)體9可通過^ 18的密封連接形成。這樣可以通過調(diào)節(jié)i 18的數(shù)目并因此調(diào)節(jié)產(chǎn)生元件1 的數(shù)目而以特別簡(jiǎn)單的方式調(diào)節(jié)電池的功率。
為此，示出的*18包括
縱向構(gòu)件IO、 11的兩轉(zhuǎn)分，在^—個(gè)中形成溝道部分14、 15;以及
橫向構(gòu)件12，其ii^上分別連接有縱向構(gòu)夠分10、 11，所述躺構(gòu)件的 通道16和所述溝道部分i^i^it。
另夕卜，布置才執(zhí)18的連接以使得溝道部分14、 15^#*1，從而扭道 16的^H^'J形成上游溝道14和下游溝道15。
在圖ll中示出的變型中，結(jié)構(gòu)體9可以是單獨(dú)的一片，例々彿成構(gòu)成殼體 13的成形,結(jié)構(gòu)，在殼體13內(nèi)布置有產(chǎn)生元件1。特別地，縱向構(gòu)件M向 構(gòu)件以及H^在其中的溝#^^1道的配置可以類似于下面描述的有關(guān)， 體。
片的優(yōu)點(diǎn)在圖&7、 12-14中，該橫向構(gòu)件12包括在^H^固定到形成縱向構(gòu)件10、 11 一部分的框架19上的空心板21，所述框架是空心的以在其中形成溝道部分 14、 15。更確切地，該板21的^rHW邊插入穿過該才錄19ii^的槽20內(nèi)，以 使得該板21的內(nèi)部與該框架19的內(nèi)部i^ii。該框架19的空心部具有矩形截面 并且該板21的空心部設(shè)有橫向肋條22,樹向肋條22之間形成溝道形艦道 16，扭道16內(nèi)^^可從一個(gè)才緣19至另 一框架躺循環(huán)。另夕卜，該才錄19的厚度大于該板21的厚度以在兩個(gè)相鄰躺構(gòu)件12之間 形成該殼體13。另夕卜，該空心板21的厚度被限定，例如為約0.5111111,以提高 與產(chǎn)生元件l的熱交換和有助于電池的緊湊。圖7示出了才娥圖6的才狹18的縱向堆疊的設(shè)計(jì)，將相々財(cái)匡架19的相應(yīng) 面相互々p^妙，以錄21的^"H^上形成縱向溝道14、 15。另夕卜，通iij^匡 架19的面之間插入密封件23實(shí)自?shī)A19之間的流體密封。接下來(lái)使微19 tobf目連，特別是在該框架19上形成連接裝置。在圖7 示出的實(shí)施例中，通過穿過i^4瑰19上的孔的螺釘實(shí)l ^接。另外，^^缺 19的堆疊的^"^連接有板24以封閉溝道14、 15,所ii^L^別設(shè)有:i;;fL^供 #回條置25。在一未示出的變型中，該^:可包括一^!i制的板以具有在^HW皮一開 口圍住的中心部分，還包括固^^中心部分的另""fe，從而在所ii^l之間形成根椐圖12-14中的一個(gè)實(shí)施例，模夾18具有陽(yáng)空心框架19a和陰空心框架 19b，通過將所述陰空心框架^A^斤述陽(yáng)空心框架實(shí)5^斤i^缺的連接'更確切地，陽(yáng)框架19a的空心部的尺寸等于陰框架19b的夕MP尺寸，以允 許所述陰框架^A^斤述空心部?jī)?nèi)，使得溝道部分14、 15流^it。特別地，這樣制造的體9:-具有對(duì)^^汽車震動(dòng)應(yīng)力有利的優(yōu)異剛性，沒有螺釘崎時(shí)間較長(zhǎng)產(chǎn)生松 動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)；畫固有的;鉢密封狄而不需要增加^^r密封件，；0^斤周知密封件長(zhǎng)時(shí)間抗 '財(cái)待改善并站嚴(yán)重的才;*^力期間難以確保密封功效；-緊湊并且^|更而不需要附加^1可螺釘； -其^^時(shí)間大大減少。為了允i午拆在I^缺18，可^^)特定的工*(例如卸輪器型)4^且件Ji^足 夠的牽引力從而拆開所i^f狹。另夕卜，塑料環(huán)41可有利地添加在該框架19之 間的界面處。在^-"次拆卸以后，例^oit過切割去除塑料環(huán)41，以用新的塑料 環(huán)替換，新的塑料環(huán)在重新iEL^能再次保證結(jié)構(gòu)體的枳械質(zhì)量。示出的實(shí)施例提供具有兩個(gè)陽(yáng)空心框架19a的第一類型的模塊18a以及具 有兩個(gè)陰空心框架19b的第二類型的模塊18b,通過交^A^-種類型的模 塊18a、 18b形成該結(jié)構(gòu)體9(參見圖14)。在一未示出的變型中，^-"個(gè)才狹18可具有一陽(yáng)空心框架19a和一陰空心 框架19b，通過以相對(duì)的定向^A^斤述才狹形成該結(jié)構(gòu)體9。在示出的實(shí)施例中，產(chǎn)生元件1包4封艮悟圖5的、固定在一^的兩個(gè)電化 學(xué)單電池2，特別皿ii^占附^Mf"H^^合至另一個(gè)^JMi行固定，其中相應(yīng) 的端子5被平行，。另外，產(chǎn)生元件1可結(jié)合J^向構(gòu)件12,特別地，結(jié)合可通過熱津給劑進(jìn)中的才;i^寸橫。另夕卜，產(chǎn)生元件1可配I^殼體13內(nèi)以P艮制電活'^^4相互之 間的運(yùn)動(dòng)。如圖2中所示，特別艦過提供總線條26實(shí)現(xiàn)電池的電子封裝，產(chǎn)生元件 1的端子5;l^妄至總線條26，所逸t、線^H皮固^^框架19。而且，產(chǎn)生元件l 的電子卡27可與總線條26連接，特別地，通過提供多個(gè)相鄰的產(chǎn)生元件l共 用的電子卡27iM^tii接。封裝系皿包括由聚^樹脂構(gòu)成的結(jié)構(gòu)矩陣28，所述矩陣至少部分^t真 充殼體13以包復(fù)該產(chǎn)生元件1。因此產(chǎn)生元件1通過該矩陣28被##在該結(jié)構(gòu) 體9中，這也有助于整體的積械強(qiáng)度。另外，矩陣28有助于P艮制產(chǎn)生元件1的變形并由此限制它們的內(nèi)部強(qiáng)度可 能的增加。該矩陣28還M了封套3的^^密封性并由此皿了相對(duì)于夕MP環(huán) 境(濕氣或空氣的iiA,電解'液的泄漏)對(duì)電活'fi^ 4的保護(hù)。另夕卜，該矩陣28可以是導(dǎo)熱的以便也實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生元件1和M徑中的循環(huán)流 體t間熱傳遞的功能，和/或?qū)崿F(xiàn)用于所述元件之間電氣^功能的電多魄。對(duì) 于熱傳遞，重要的棒性是熱導(dǎo)，其為矩陣28的導(dǎo)熱率與其厚度之間的比率。在 一個(gè)示意性實(shí)施例中，矩陣28具有約lW/m/°C的導(dǎo)熱率和約2mm的厚度。10作為用于矩陣28的聚*樹脂，可以^ 1具有結(jié)構(gòu)特性的所有類型的聚合 物材料，并且特別是具有增加電池剛'l"沐在所述電池中保持產(chǎn)生元件1的優(yōu)點(diǎn) 的粘接劑。粘接劑可以是例如環(huán)氧、硅樹脂、聚亞安酯或丙烯酸等族，具有導(dǎo) 熱性能的無(wú)機(jī)成分可以添加至該粘接劑，該無(wú)機(jī)成分例如^203、 A1N、 MgO、 ZnO、 BeO、 BN、 Si3N4、 SiC和/或Si02,在一個(gè)示意性實(shí)施例中，可以使用 3M />司型號(hào)為2605 二元環(huán)^#脂。為^f^J樹脂，在將產(chǎn)生元件1配置在殼體13中后，將^##脂布置在所述 殼體內(nèi)，所述樹脂B被固化以形成結(jié)構(gòu)矩陣28。為利于電池的可回收性，還 可在產(chǎn)生元件1的表面;^一層包括it^多劑的底漆涂層。這種it^多劑必須肯化 連接界面之一上遷移以產(chǎn)生一^^。這種ii^多是通過熱激活實(shí)現(xiàn)的，這也使 得可以拆卸所結(jié)合的組件。這種遷移劑也可用在底漆中，也可用擬寸脂本身中。 該遷移劑可以是例如聚烯烴或更具體的是PTSH(對(duì)曱^t酰肼)，如文獻(xiàn) WO-2004/087829中特別描述的那樣，其已知^ifit^^^供^離的功能。另夕卜，該矩陣28可具有在一定溫度范圍內(nèi)的相變特性，以改善產(chǎn)生元件l 的溫度調(diào)節(jié)。而且，該矩陣28還可具有自熄特性。在圖12至14中的實(shí)施例中，^-個(gè)模夾18包^""對(duì)通過一層^W妄劑42 分別結(jié)合，向元件12 —側(cè)上的產(chǎn)生元件1，所述元件至少部分^皮該結(jié)構(gòu)矩陣 28 M。另夕卜，糾的元件1可以串絲并m電連接，例:fet過與包括螺固 在連^LL的連接柱40的中間總線^H^接來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于圖8,封套3的至少部分周邊具有才;i^^化部分，該;N^I!化部分在封套3內(nèi)部過壓的情況下形M裂區(qū)域29。因此，在熱失控或^t^的情況下，產(chǎn) 生元件1產(chǎn)生的剩余氣^ilii^部^^^被排出所itit件，1^這些氣^it過與 #區(qū)域29 i^t的排出溝道被排出電';t^卜，所述溝道包^^絲g 17上 的閥30(參見圖10)。jtbita的排出PiUii了可能導(dǎo)致電池?zé)崾Э氐念~外的過熱。另夕卜，這種允許 氣M離的可能站產(chǎn)生元件1被約絲剛性環(huán)嫂中時(shí)變得^口重要，使得可 以減少內(nèi)部電阻的增加并因jtt提高其^^壽命。在示出的實(shí)施例中，封套3的周邊的1分未被^^^悄旨中以形成位于 底部8附近側(cè)邊7上的魏區(qū)域29，該底部通過彎曲凈M口固。另夕卜，封套3的 底部沒有樹脂M。在一個(gè)未示出的變型中，g區(qū)域可被才;M^形成，例如通過刻劃封#^/或樹脂，或通過局部減小圍繞整^)"套3的包覆樹脂的厚度。參照?qǐng)D9,產(chǎn)生元件l包括兩個(gè)相互固定在一^的電化學(xué)單電池2。在圖9b 中，產(chǎn)生元件l結(jié)合Ji^構(gòu)件12，并JL^^^期間，矩P車膜28將電化學(xué)單電 池2相互固定。在這一實(shí)施例中，厚度非常薄的粘翻'M立于該產(chǎn)生元件1和該 橫向構(gòu)件12之間。因此，由于熱導(dǎo)^^于厚度，所以可以保證該產(chǎn)生元件 1和該橫向構(gòu)件12之間的熱交換，即使津自ij不是非常好的熱導(dǎo)本。在圖9c中，該電化學(xué)單電池2被提前相互結(jié)^4f且該矩陣28填充產(chǎn)生元 件1^N黃向構(gòu)件12之間的空隙。^it個(gè)實(shí)施例中，由于布置在產(chǎn)生元件l械 向構(gòu)件12之間的矩陣28具有大的厚度，^i^f^)具有好的熱導(dǎo)率的矩陣28。才娥本發(fā)明，電池中溫度的優(yōu)異的均勻性使得既可以增加產(chǎn)生元件1之間 的平衡7K平，也可以精確地對(duì)電池進(jìn)行熱調(diào)節(jié)以盡可能多地?cái)嘭翟摦a(chǎn)生元件1 內(nèi)部電阻而不影響它們的佳月壽命。于是熱管理的伏/f^f吏得可以增加電池的能 量和功率，而不必增加額外的產(chǎn)生元件l。另外，調(diào)節(jié)系鍵提供來(lái)自產(chǎn)生元件l熱封裝的熱能的散熱，沒有多余的熱 量以可能導(dǎo)致熱失控現(xiàn)l^廣散的比例傳i!L^鄰近的產(chǎn)生元件1。這種熱限制的作 用可以防止熱失控傳播至整個(gè)電池的風(fēng)險(xiǎn)，i^j"高能電池是非常關(guān)鍵的。而且，封裝系統(tǒng)可以和沸7jC作用而不會(huì)有阻塞溝道14、 15或通道16的風(fēng) 險(xiǎn)；辦保護(hù)電^*有巨大的優(yōu)勢(shì)。狄因?yàn)?，在產(chǎn)生元件1著火或者熱失控 的情況下，7jO蒸發(fā)現(xiàn)象;l^吏得可以將電池溫度^^在一個(gè)固定值，防止廣泛擴(kuò)散的失控現(xiàn)象的出現(xiàn)。這種蒸發(fā)溫度將絲于^^的流體的'1"錄，無(wú)論^/^是 7ML者具有較低沸點(diǎn)的^^。
權(quán)利要求
1、一種電池，包括多個(gè)電能產(chǎn)生元件(1)，所述電能產(chǎn)生元件(1)由封裝在柔性密封封套(3)內(nèi)的至少一個(gè)電化學(xué)單電池(2)形成，所述電池還包括用于所述元件的機(jī)械和熱調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，所述電池的特征在于所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)形成由導(dǎo)熱材料構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體(9)，所述結(jié)構(gòu)體具有兩個(gè)縱向構(gòu)件(10，11)和多個(gè)橫向構(gòu)件(12)，所述橫向構(gòu)件連接所述縱向構(gòu)件以在所述橫向構(gòu)件之間形成殼體(13)，在所述殼體中分別布置有產(chǎn)生元件(1)，所述結(jié)構(gòu)體包括用于熱調(diào)節(jié)流體的循環(huán)路徑，所述路徑包括分別形成在縱向構(gòu)件(10，11)中的兩個(gè)溝道、以及形成在每一個(gè)橫向構(gòu)件(12)中的通道(16)，所述兩個(gè)溝道分別為上游溝道(14)和下游溝道(15)，所述通道在每一側(cè)上分別與上游溝道(14)和下游溝道(15)流體連通。
2、 才娥^^要求1所述的電池，^#棘于所述橫向構(gòu)件(12)縱向^4條 以在其間形成所述殼^(13)，所述上游溝it(14)和下游溝5i(15)分別在一個(gè)縱向 構(gòu)件(10，ll)中縱向Jnk^^伸。
3、 才鵬權(quán)利要求1或2所述的電池，^#絲于所述產(chǎn)生元件(1)通:1±*誠(chéng) 結(jié)合至所述躺構(gòu)件(12)。
4、 才娘^N要求l至3中^"-項(xiàng)所述的電池，*#棘于通過才^:(18)的 密封連接形成所i^構(gòu)^(9)，所ii^^包拾縱向構(gòu)件(IO， ll)的兩個(gè)部分，在^部分中形成一溝道部納14，15);以及 橫向構(gòu)件(12)，在其邊緣上分別連接有一縱向構(gòu)轉(zhuǎn)納IO, 11)，所述橫向構(gòu)件中的通it(16)與所述溝道部分^^t;所述模塊的連接配置成使溝道部納14, 15)流減通，從而在所艦it(16)的^—^上形^Ui游溝it(14)和下游溝ii(15)。
5、 才^^M，J要求4所述的電池，^#絲于所述橫向構(gòu)件(12)包括固^ 空心框架(19)的^"H^上的空心;feSL(21)，所述空心框架(19)形錄向構(gòu)轉(zhuǎn)納10， 11)。
6、 才娘W'j要求5所述的電池，^#絲于所述^^(18)具有陽(yáng)空心框架 (19a)和陰空心框架(19b)，通過將所述陰空心框架^A^斤述空心框架內(nèi)實(shí)S^斤述 微的連接。
7、 才娘權(quán)利要求6所述的電池，^ft征在于其包括具有兩個(gè)陽(yáng)空心框架(19a)的第一類型才^^(18a)以及具有兩個(gè)陰空心框架(19b)的第二類型^(18b)，通過 交^A^"^種類型的^^(18a， 18b)形成所^構(gòu)W9)。
8、 才N^5U'j要求6所述的電池，^#絲于^-個(gè)#^(18)具有一陽(yáng)空心 框架(19a)和一陰空心框架(19b),通過寸射斤述才缺以相對(duì)的定向^/v^形成所述 結(jié)構(gòu)^K9)。
9、 才娥權(quán)利要求l至8中^-"項(xiàng)所述的電池，^#絲于所述封#(3)的周 邊的至少一^分具有才;L^4f化部分，所ii^^l萄化部分在所述封套內(nèi)部it^的 情況下形M裂區(qū)域(29)。
10、 才M^U'虔求9所述的電池,其特棘于錄區(qū)域(29)與排出溝iti^t。
11、 4緣^U'J要求1至10中^-"項(xiàng)所述的電池，^#絲于所述調(diào)節(jié)系統(tǒng) 還包括由聚^樹脂構(gòu)成的結(jié)構(gòu)矩P^(28)，所述矩陣至少部^k^真充殼^(13)以 娜斤述產(chǎn)生元件(l)。
12、 才N^5^，j要求3、 4和11所述的電池，^tt絲于^-"個(gè)^:(18)包括 一對(duì)分別來(lái)誠(chéng)結(jié)合絲向構(gòu)件(12)-H^上的產(chǎn)生元件(1)，所i^構(gòu)矩P4(28)至少 部線^a所a件。
13、 才^^5U'J要求1至12中^-項(xiàng)所述的電池，^#棘于其包括向上游 溝it(14)^應(yīng);緣的裝置以^fe所述流Mit;斤述^構(gòu)件(12)以后排出下游溝 it(15)中^^的裝置(25)。
14、 才娘^5U'J要求13所述的電池，^#棘于在^-個(gè)橫向構(gòu)件(12)中的 通it06)由上游溝ii(14)以平行的方式供應(yīng)。
15、 才鵬^U'J要求l至14中^-^項(xiàng)所述的電池，*#絲于其包括密封容 器(17)，在所述密封容器中布置有所述結(jié)構(gòu)#<9)和所述產(chǎn)生元件(1)，在所4 器內(nèi)產(chǎn)生真空。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包括多個(gè)電能產(chǎn)生元件(1)的電池，所述元件由封裝在柔性的密封封套(3)中的至少一個(gè)電化學(xué)單電池(2)形成，該電池還包括用于所述元件的機(jī)械和熱調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，該調(diào)節(jié)系統(tǒng)形成由導(dǎo)熱材料構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體(9)，該結(jié)構(gòu)體具有兩個(gè)縱向構(gòu)件(10，11)和多個(gè)橫向構(gòu)件(12)，橫向構(gòu)件連接縱向構(gòu)件以在橫向構(gòu)件之間形成殼體(13)，在殼體中分別布置有產(chǎn)生元件(1)，結(jié)構(gòu)體包括熱調(diào)節(jié)流體的循環(huán)路徑，該路徑包括分別形成在縱向構(gòu)件(10，11)中的兩個(gè)溝道即上游溝道(14)和下游溝道(15)、和形成在每個(gè)橫向構(gòu)件(12)中的通道(16)，該通道在每一側(cè)上分別與上游溝道(14)和下游溝道(15)流體連通。
文檔編號(hào)H01M2/12GK101557013SQ20091013871
公開日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2009年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月8日
發(fā)明者F·加邦 申請(qǐng)人:電動(dòng)汽車公司