[发明专利]弹性波纹管及包括弹性波纹管的电池单元组件

说明书

电池组包括电池壳体和以堆叠配置设置在电池壳体中的电化学电池单元。弹性构件设置在电池单元堆叠的相邻电池单元之间。每个弹性构件是由一对波状轮廓的板部分形成的囊，该对波状轮廓的板部分以镜像布置堆叠，由此所述板部分协作形成波纹管式压缩弹簧。弹性构件在使用期间容适电池单元生长的同时向每个电池单元提供预定的压缩力。弹性构件可以包括表面特征，诸如策略性成形和/或定位的突起，所述突起被配置为允许依从性并且可以被调节以解决特定应用的要求并且允许跨电池单元的表面施加变化的刚度特性。

背景技术

1.技术领域

本申请涉及由电气互连的电池单元形成的电池组，并且具体地涉及布置成模块的锂（例如，锂离子、锂聚合物等）电池单元，其中电池单元与弹性元件间置。

2.背景技术

电池组为范围从便携式电子产品到可再生能源系统和环保车辆的各种技术提供电力。例如，混合动力电动车（HEV）使用电池组和电动机连同内燃机来提高燃料效率。电池组由多个电化学电池单元形成。尽管镍氢（Ni-MH）电池单元普遍用于形成用于HEV应用的电池组，但是锂离子（Li-ion）电池单元越来越多地用于HEV应用，因为它们提供大约是Ni-MH电池单元两倍的电力和能量密度。

锂离子电池单元有时被提供在具有圆柱形或棱柱形（矩形）形状的电池单元壳体中。可替换地，这样的电池单元可以是所谓的袋式电池单元的形式。无论形状如何，电池单元可以包括以所谓的果冻卷形式卷起的电极（例如，以堆叠布置提供的阴极、阳极和居间分隔体），并且与电解质一起置于电池单元壳体中 。

为了构建发电电气系统，多个电池单元被布置成堆叠并且以串联或并联电气连接。电池单元的电压取决于电池单元化学性质，电流取决于阴极和阳极之间的离子转移速率，并且容量取决于电池单元的总表面积。为了在电池单元寿命期间维持电池单元容量，重要的是维持跨电池单元表面的压力的均匀分布。

然而，由于电池单元充电状态中的变化，一些电池单元配置会经历体积的循环改变。例如，在一些实例中，在充电和放电循环期间，总电池单元体积可能变化百分之五到百分之六或更多。因此存在对这样的模块组件结构的需要，该模块组件结构可以适应时变的电池单元尺寸改变以及向每个电池单元提供指定的压缩力。

发明内容

在一些方面，电池堆叠包括第一电池单元以及第二电池单元，第二电池单元定位为在与第一电池单元的堆叠布置中相邻于第一电池单元。第一和第二电池单元的每个包括电池单元壳体、正电极以及负电极。正电极和负电极与电解质一起密封在电池单元壳体内。电池堆叠还包括设置在第一电池单元与第二电池单元之间的弹性构件。弹性构件包括第一板部分和第二板部分。第一板部分限定第一平面并且包括与第一平面不共面的偏移区。第二板部分具有与第一板部分相同的形状。第二板部分与第一板部分布置为堆叠配置，以便于具有相对于第一板部分的镜像取向。

在一些方面，电池模块包括电池单元支撑元件；支撑在电池单元支撑元件上的第一电池单元，以及支撑在电池单元支撑元件上的第二电池单元。第二电池单元定位为在与第一电池单元的堆叠布置中相邻于第一电池单元。第一和第二电池单元的每个包括电池单元壳体、正电极以及负电极。正电极和负电极与电解质一起密封在电池单元壳体内。电池模块还包括设置在第一电池单元与第二电池单元之间的弹性构件。弹性构件包括第一板部分和第二板部分。第一板部分限定第一平面并且包括与第一平面不共面的偏移区。第二板部分具有与第一板部分相同的形状。第二板部分与第一板部分布置为堆叠配置，以便于具有相对于第一板部分的镜像取向。