[发明专利]高能量密度棱柱形蓄电池单元和蓄电池模块

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年9月26申请的标题为“LITHIUM ION BATTERY MODULE WITH FREE FLOATING PRISMATIC BATTERY CELLS”的美国临时申请号62/056,376、2014年9月26申请的标题为“FREE FLOATING BATTERY CELL ASSEMBLY TECHNIQUES FOR LITHIUM ION BATTERY MODULE”的美国临时申请号62/056,382与2015年4月22日申请的标题为“LITHIUM ION BATTERY MODULES WITH PRISMATIC BATTERY CELLS”的美国临时申请号62/151,092的优先权和权益，每个申请出于所有目的通过援引并入本文。

背景技术

本公开总体上涉及蓄电池和蓄电池模块领域。更确切地，本公开涉及蓄电池单元在锂离子(Li离子)蓄电池模块内的放置。

本部分旨在向读者介绍下文所描述和/或要求的本披露的各个方面可能涉及的各个方面技术。这种讨论被认为有助于向读者提供背景信息以便于更好地理解本公开的各个方面。因此，应当理解，这些陈述以该角度来阅读，并且不视为承认现有技术。

使用一个或多个蓄电池系统以用于对车辆提供所有或一部分的原动力的车辆可称为xEV，其中术语“xEV”在本文中定义为包括所有下述车辆(车辆将电功率用于其车辆原动力的全部或一部分)或其任何变型或组合。例如，xEV包括将电功率用于全部原动力的电动车辆(EV)。如本领域的技术人员将理解，也视为xEV的混合动力电动车辆(HEV)将内燃机推进系统和蓄电池供能电动推进系统(诸如48伏特(V)或130V系统)相组合。术语HEV可包括混合动力电动车辆的任何变型。例如，全混合动力系统(FHEV)可利用一个或多个电动机，仅利用内燃机或利用两者将原动力和其它电功率提供至车辆。相比之下，轻度混合动力系统(MHEV)在车辆空转时停用内燃机，并利用蓄电池系统来对空气调节单元、收音机或其它电子装置持续供能以及需要推进时重新启动发动机。轻度混合动力系统还可应用一定程度的功率辅助，例如在加速期间，以增补内燃机。轻度混合动力通常为96V至130V，并且通过皮带或曲轴集成起动器发电机回收制动能量。另外，微混合动力电动车辆(mHEV)也使用类似于轻度混合动力的“启-停”系统，但是mHEV的微混合动力系统可向或不向内燃机提供功率辅助并且以低于60V的电压操作。出于当前讨论的目的，应当指出的是，mHEV通常技术上不将直接提供至机轴或传动装置的电功率用于车辆的任何部分的原动力，但是mHEV仍可视为xEV，因为其在车辆空转(其中内燃机停用)以及通过集成启动器发电机回收制动能量时不使用电功率来增补车辆的功率需求。此外，插入式电动车辆(PEV)为任何车辆，该车辆可从外部电源(诸如壁插座)进行充电，并且存储于可充电电池组中的能量驱动或有助于驱动车轮。PEV为EV的子类，包括纯电动或蓄电池电动车辆(BEV)、插入式混合动力电动车辆(PHEV)，以及混合动力电动车辆和传统内燃机车辆的电动车辆变换。

上述xEV相比于较传统的气体供能车辆可提供多个优点，该较传统气体供能车辆仅使用内燃机和传统电气系统，该传统电气系统通常为由铅酸蓄电池供能的12V系统。例如，相比于传统内燃机车辆，xEV可产生较少不期望的排放产物并且可表现出较高燃料效率，并且在一些情况下，此类xEV可如同特定类型的EV或PEV那样完全消除汽油的使用。

随着技术持续发展，存在对此类车辆和其他实现方式提供改进功率源、特别是蓄电池模块的需求。例如，某些传统蓄电池模块可以包括多个蓄电池单元。这这类传统模块中，蓄电池单元在使用(例如，充电和放电)过程中可能发生膨胀，这可能影响其运行，并且在一些情况下，引起电池在蓄电池模块内移动。精心制作的夹紧机构传统上用于将蓄电池单元压紧就位，这提供压紧来抵消膨胀并维持其在模块内的位置。因此，现在认识到，传统的蓄电池模块可以通过例如降低或完全消除对这类夹紧机构的需要来得到进一步改进。进一步，还认识到可能期望减少或减轻蓄电池单元膨胀。

发明内容

以下阐述了在此公开的某些实施例的概述。应当理解的是，这些方面仅仅呈现为给读者提供这样的某些实施例的简要概述且这些方面不旨在限制本公开的范围。实际上，本公开可涵盖下文可能未说明的各个方面。