[发明专利]电池系统、用于其内部的泄漏检测的方法及包括其的车辆

说明书

本发明涉及电池系统、用于其内部的泄漏检测的方法及包括其的车辆，该电池系统包括：外壳，包括外壳框架和基底框架，其中外壳框架和基底框架围绕外壳空间；至少一个电池模块，包括通过汇流条电连接到彼此的多个电池单元，其中电池模块设置在外壳空间中；至少一个托盘，包括托盘框架和托盘基底；以及与电池管理系统集成的液体检测系统，其中电池管理系统适于通过液体检测系统检测托盘内部的液体，其中液体检测系统包括高电压导体，该高电压导体的第一端连接到汇流条并且其第二端设置在基底框架和托盘基底之间。

技术领域

本发明涉及电池系统、用于电池系统内部的泄漏检测的方法以及包括至少一个电池系统的车辆。

背景技术

近年来，已经开发使用电力作为运动源的用于货物和人员的运输的车辆。这样的电动车辆是使用储存在可再充电电池中的能量由电机驱动的汽车。电动车辆可以仅由电池供电，或者可以是由例如基于燃料的发电机供电的混合动力车辆的形式。此外，车辆可以包括电机和常规内燃机的组合。通常，电动车辆电池(EVB)或牵引电池是用于为电池电动车辆(BEV)的推进提供动力的电池。电动车辆电池与启动电池、照明电池和点火电池不同，因为它们被设计为在持续的时间段内提供电力。可再充电电池或二次电池与一次电池的不同之处在于，它能够重复地充电和放电，而一次电池仅提供化学能到电能的不可逆转变。低容量可再充电电池用作小型电子设备诸如蜂窝电话、笔记本计算机和便携式摄像机的电源，而高容量可再充电电池用作混合动力车辆等的电源。

通常，可再充电电池包括：电极组件，包括正电极、负电极、以及插置在正电极和负电极之间的隔板；接收电极组件的壳体；以及电连接到电极组件的电极端子。电解质溶液被注入到壳体中以使得能够通过正电极、负电极和电解质溶液的电化学反应而进行电池的充电和放电。壳体的形状(例如圆筒形或矩形)取决于电池的预期用途。锂离子(和类似的锂聚合物)电池通过其在膝上型计算机和消费电子产品中的使用而广为人知，在开发中的最新的一组电动车辆中占主导地位。

可再充电电池可以用作由多个串联和/或并联联接的单位电池单元形成的电池模块从而提供高能量密度，特别是用于混合动力车辆的电机驱动。也就是，电池模块通过取决于所需的电量互连所述多个单位电池单元的电极端子而形成，以实现大功率的可再充电电池。

电池包是一组任意数量的(优选地，相同的)电池模块。它们可以串联、并联或两者混合地配置以提供所需的电压、容量或功率密度。电池包的部件包括各个电池模块以及在它们之间提供导电性的互连器。

这样的电池包的机械集成要求(例如电池模块的)各个部件之间以及它们与车辆的支撑结构之间的适当的机械连接。这些连接必须在电池系统的平均使用寿命期间保持起作用和安全。此外，必须满足安装空间和可互换性的要求，尤其是在移动应用中。

电池模块的机械集成可以通过提供载体框架并通过将电池模块放置在其上来实现。固定电池单元或电池模块可以通过框架中的合适的凹陷或通过机械互连器(诸如螺栓或螺钉)来实现。可选地，电池模块通过将侧板紧固到载体框架的侧面来限制。此外，盖板可以固定在电池模块之上和之下。

电池包的载体框架被安装到车辆的承载结构。在电池包应当固定在车辆的底部的情况下，机械连接可以从底侧建立，例如通过穿过电池包的载体框架的螺栓。载体框架通常由铝或铝合金制成以降低该构造的总重量。

尽管任何模块化的结构，根据现有技术的电池系统通常包括电池壳体，该电池壳体用作外壳以密封该电池系统免受环境影响并提供对电池系统的部件的结构保护。带有外壳的电池系统通常整个安装在其应用环境(例如电动车辆)中。因此，有缺陷的系统零件(例如有缺陷的电池子模块)的更换需要先拆卸整个电池系统并移除其外壳。甚至小和/或廉价的系统零件的缺陷也可能导致整个电池系统的拆卸和更换以及其单独维修。由于高容量电池系统是昂贵、大且重的，所以所述过程证明是繁重的，并且体积大的电池系统的储存(例如在机械师的车间中)变得很困难。