[发明专利]电池模块封盖系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年9月6日提交的名称为“电池模块系统和方法”的美国临时申请序列号61/874,472的优先权和权益，该临时申请以引用方式并入本文中。

背景技术

本公开大体上涉及电池和电池模块的领域。更具体而言，本公开涉及可以在车辆背景以及其它能量存储/消耗应用中使用的电池模块。

本节旨在向读者介绍可能与本公开的各个方面有关的技术的各个方面，本公开的各个方面在下文中描述和/或要求保护。这种讨论被认为有助于向读者提供背景技术信息，以有利于更好地理解本公开的各个方面。因此，应当理解，这些陈述有鉴于此而被解读，而不是作为现有技术的承认。

使用一个或多个电池系统来提供该车辆的原动力的全部或一部分的车辆可被称为xEV，其中术语“xEV”在本文中被定义为包括所有下列车辆或其任何变型或组合，该车辆将电能用于其车辆原动力的全部或一部分。如本领域的技术人员应当理解的那样，混合电动车辆(HEV)结合了内燃发动机推进系统和诸如48伏或130伏系统的电池供电的电推进系统。术语HEV可包括混合电动车辆的任何变型。例如，全混合动力系统(FHEV)可使用一个或多个电动马达、仅使用内燃发动机或使用两者向车辆提供原动力和其它电能。相比之下，轻度混合动力系统(MHEV)在车辆怠速时禁用内燃发动机并且利用电池系统来为空调单元、无线电或其它电子器件继续供电并且在需要推进时重新起动发动机。轻度混合动力系统也可以在例如加速期间施加一定水平的动力辅助以对内燃发动机作出补充。轻度混合动力通常为96V至130V，并且通过皮带或曲柄集成的起动机发电机回收制动能量。此外，微混合电动车辆(mHEV)也使用类似于轻度混合动力的“停止-起动”系统，但mHEV的微混合动力系统可能向或不向内燃发动机提供动力辅助并在低于60V的电压下操作。出于本讨论的目的，应当注意，mHEV通常在技术上不使用直接提供至曲轴或变速器以用于车辆的原动力的任何部分的电能，但mHEV仍可以被视为xEV，因为当车辆在内燃发动机禁用的情况下怠速时它的确使用电能来补充车辆的动力需求并且通过集成的起动机发电机来回收制动能量。此外，插电式电动车辆(PEV)是可从诸如壁装插座的外部电源充电的任何车辆，并且被存储在可再充电的电池组中的能量驱动或有助于驱动车轮。PEV是电动车辆的一个子类，其包括全电动或电池电动车辆(BEV)、插电式混合电动车辆(PHEV)、以及混合电动车辆与常规内燃发动机车辆的改装型电动车辆。

相比仅使用内燃发动机和传统的电气系统(通常是由铅酸电池供电的12伏系统)的更传统的燃气动力车辆，上述xEV可以提供许多优点。例如，xEV相比传统的内燃车辆可以产生更少的不期望的排放产物并可以表现出更高的燃料效率，并且在一些情况下，这样的xEV可以完全省去对汽油的使用，就像某些类型的PHEV那样。

随着xEV技术继续演化，需要为这样的车辆提供改进的动力源(例如，电池系统或模块)。例如，希望增加这样的车辆在不需要对电池再充电的情况下可以行驶的距离。另外，也可能希望提高这样的电池的性能，并且降低与电池系统相关联的成本。

发明内容

在范围方面与最初要求保护的主题相称的某些实施方案被总结如下。这些实施方案并非旨在限制本公开的范围，相反，这些实施方案仅旨在提供某些所公开的实施方案的简短总结。实际上，本公开可涵盖可能类似于或不同于下文所述实施方案的各种形式。

本公开涉及电池和电池模块。更具体而言，本公开涉及所有电化学和静电能量存储技术(例如，超级电容器、镍-锌电池、镍金属氢化物电池和锂电池)。特定实施方案涉及可以在车辆背景(例如，xEV)和其它能量存储/消耗应用(例如，用于电网的储能)中使用的锂离子电池单元。

在xEV中使用的电池模块总体包括设置在外壳内以存储并提供能量从而为xEV的某些部分供电的数个电池单元。这些电池模块通常包括数个基本上相似的电池单元，这些电池单元以堆叠或并列的布置方式设置在外壳中。这些电池单元通常通过在外壳中形成的开口放入外壳中，然后将该开口通过封盖或外覆盖件封住以将电池单元保持在外壳中。然而，现在认识到，由于在各个电池单元的组装过程中的机器公差，在各个电池单元之间可存在高度的差异。传统的平坦的封盖和覆盖件可能无法将所有电池单元(特别是较短的电池单元)紧密地保持在外壳内，或封盖可对较高的一些电池单元施加不期望的力。