本發(fā)明涉及電池，并且更特別地涉及使用袋式接觸型電池的電池單元、電池模塊和電池系統(tǒng)，從袋式接觸型電池中消除必須用于防止袋被損壞的非接觸間隙。

背景技術(shù)：

近來，隨著對電動車和混合動力車的研究越來越多，已經(jīng)開發(fā)出用于優(yōu)化車輛性能的技術(shù)。技術(shù)開發(fā)的示例可以包括電池系統(tǒng)的重量減少技術(shù)。

特別地，應(yīng)用于電動車或混合動力車的電池系統(tǒng)供應(yīng)所需的功率以驅(qū)動車輛和操作其它裝置。電池系統(tǒng)占據(jù)了車輛的大部分重量部分，從而電池系統(tǒng)的重量減少技術(shù)可以有助于改善電動車或混合動力車的性能。

然而，電池系統(tǒng)包括電池模塊，在電池模塊中層疊有多個電池。每個電池需要用于袋的電絕緣擊穿防護的非接觸間隙，因此對減少電池模塊的尺寸和體積有所限制，這限制了電池系統(tǒng)的尺寸、體積和重量的減少。

例如，包括袋和包封所述袋的電池蓋的電池的結(jié)構(gòu)基于在電池蓋的內(nèi)部空間中為袋形成非接觸間隙，并且使非接觸間隙防止會造成損傷的電池蓋接觸袋。特別地，非接觸間隙應(yīng)等于或大于約5mm。因此，電池的尺寸包括非接觸間隙，這可能限制了電池模塊和電池系統(tǒng)在尺寸和體積方面的降低。特別地，電池系統(tǒng)具有容納在鋼材料(或具有預(yù)先確定剛性的材料)的電池箱中的電池模塊，其中，電池箱尺寸的不可減少能夠進一步增加系統(tǒng)的重量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種使用袋式接觸型電池的電池單元、電池模塊和電 池系統(tǒng)，所述使用袋式接觸型電池的電池單元、電池模塊和電池系統(tǒng)能夠通過消除用于袋的電絕緣損傷防護的非接觸間隙來降低電池的長度，并且通過使用降低了長度的電池來減少尺寸、體積和重量。

通過以下的描述可以理解本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點，并且參考本發(fā)明的示例性實施方式，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將變得顯而易見。另外，本發(fā)明的目的和優(yōu)點可以通過所要求保護的手段及其組合來實現(xiàn)，這對于本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說是顯而易見的。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式，袋式接觸型電池可以包括：一對第一袋和第二袋，其通過彼此折疊而堆疊，并且用具有兩端折疊的延伸部的電池袋包封；一對上電池蓋和下電池蓋，其由鋁材料制成，并且分別附著在第一袋之上和第二袋之下，在與第一袋的延伸部和第二袋的延伸部隔開時被包封；間隙填充部件，其被配置成在上電池蓋和下電池蓋的左接合部和右接合部處對第一袋的延伸部和第二袋的延伸部形成接觸狀態(tài)，并且消除用于防止電絕緣擊穿的非接觸間隙；以及一對第一袋箱和第二袋箱，其與上電池蓋和下電池蓋的左接合部和右接合部接合。

電池袋可以包括由尼龍材料制成的基層、由鋁材料制成的中間層和由聚丙烯復(fù)合材料制成的表面層，并且延伸部可以被折疊。上電池蓋的一端可以形成彎曲的上端，下電池蓋的一端可以形成彎曲的下端，下端可以置于上端內(nèi)以接觸間隙填充部件，并且上端的楔形部和下端的夾持部可以接觸間隙填充部件。

間隙填充部件可以分別接觸電池袋的左延伸部和右延伸部，可以具有比非接觸間隙小的厚度，并且可以由改性聚苯醚樹脂(改性PPO樹脂)和玻璃纖維制成。第一袋箱可以接觸一端，上電池蓋和下電池蓋在所述一端處彼此重疊，并且第二袋箱可以與另一端形成間隔，上電池蓋和下電池蓋在所述另一端處彼此重疊。

根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施方式，電池單元可以包括電池，所述電池包括：第一袋和第二袋，其通過彼此折疊而堆疊；上電池蓋和下電池蓋，其包封所述第一袋和所述第二袋，并且由鋁材料制成；間隙填充部件，其放置在所述第一袋的延伸部和所述第二袋的延伸部與所述上電池蓋和所述下電池蓋之間；以及第一袋箱和第二袋箱，其 分別與所述上電池蓋和所述下電池蓋的左接合部和右接合部接合。所述電池可以被分成能夠彼此堆疊的第1至第n電池1a至1n(例如，n是等于或大于2的整數(shù))。所述第1至第n電池1a至1n中的任一個可以具有汲取功率的功率汲取部。

根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施方式，電池模塊可以包括：功率單元，其被分成彼此堆疊的第1至第n功率單元；安裝螺栓，配置成固定第1至第n功率單元；以及電池模塊支架，其被設(shè)置在所述功率單元內(nèi)，其中，所述功率單元被配置成包括：第一袋和第二袋，其通過彼此折疊而堆疊；上電池蓋和下電池蓋，其包封所述第一袋和所述第二袋，并且由鋁材料制成；間隙填充部件，其放置在所述第一袋的延伸部和所述第二袋的延伸部與所述上電池蓋和所述下電池蓋之間；以及第一袋箱和第二袋箱，其分別與所述上電池蓋和所述下電池蓋的左接合部和右接合部接合。所述第1至第n功率單元中的任一個可以具有汲取電池模塊的功率的功率汲取部。

根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施方式，電池系統(tǒng)可以包括：電池；電池模塊，所述多個電池堆疊在所述電池模塊中；電池箱，其形成電池模塊容納部，所述電池模塊被容納在所述電池模塊容納部中；以及安裝支架，其被設(shè)置在所述電池箱內(nèi)，其中，所述電池包括：第一袋和第二袋，其通過彼此折疊而堆疊；上電池蓋和下電池蓋，其包封所述第一袋和所述第二袋，并且由鋁材料制成；間隙填充部件，其放置在所述第一袋的延伸部和所述第二袋的延伸部與所述上電池蓋和所述下電池蓋之間；以及第一袋箱和第二袋箱，其分別與所述上電池蓋和所述下電池蓋的左接合部和右接合部接合。

附圖說明

提供每張附圖的簡要說明，以更充分地理解在本發(fā)明的具體實施方式中使用的附圖。

圖1A-1B是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的袋式接觸型電池的配置圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的電池的袋接觸結(jié)構(gòu)圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的電池單元的配置圖，在所 述電池單元中層疊有袋式接觸型電池。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的使用袋式接觸型電池的電池模塊的配置圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的包含使用袋式接觸型電池的電池模塊的電池系統(tǒng)的部分配置圖。

具體實施方式

應(yīng)理解，本文使用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或其它類似術(shù)語包括通常的機動車，例如，包括多功能運動車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商務(wù)車的客車，包括各種船只和船舶的水運工具，飛行器等等，并且包括混合動力車、電動車、插入式混合動力車、氫動力車和其它代用燃料車(例如，來源于石油以外的資源的燃料)。本文中提到的混合動力車是具有兩種或更多種動力來源的車，例如同時為汽油動力和電動力的車。

盡管示例性實施方式被描述為使用多個單元以執(zhí)行示例性進程，但應(yīng)理解的是，示例性進程還可以由一個或多個模塊執(zhí)行。另外，應(yīng)當(dāng)理解的是，術(shù)語“控制器/控制單元”是指包括存儲器和處理器的硬件設(shè)備。存儲器配置成對模塊進行存儲，處理器具體配置成執(zhí)行該模塊以執(zhí)行將在以下進一步描述的一個或更多進程。

此外，本發(fā)明的控制邏輯可以具體表現(xiàn)為，在含有由處理器、控制器/控制單元等執(zhí)行的可執(zhí)行程序指令的計算機可讀介質(zhì)上的非瞬時性計算機可讀介質(zhì)。計算機可讀介質(zhì)的例子包括但不限于ROM、RAM、光盤(CD)-ROM、磁帶、軟盤、閃存驅(qū)動器、智能卡和光數(shù)據(jù)存儲裝置。計算機可讀記錄介質(zhì)也可以在接合網(wǎng)絡(luò)的計算機系統(tǒng)中分布，從而計算機可讀介質(zhì)可以通過例如遠程信息處理服務(wù)器或控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)以分布方式進行存儲并執(zhí)行。

本文使用的術(shù)語僅為說明具體實施方式，而不是意在限制本發(fā)明。如本文所使用的，單數(shù)形式“一個、一種、該”也意在包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文中另外明確指明。還應(yīng)當(dāng)理解的是，在說明書中使用的術(shù)語“包括”和/或“包含”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元素和/或部件，但是不排除存在或添加一個或多個其它特征、整數(shù)、步驟、 操作、元素、部件和/或其群組。如本文所使用的，術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)所列項的任何和所有結(jié)合。

在下文中，將參考附圖來詳細地說明本發(fā)明的示例性實施方式，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以以各種形式實施這些實施方式，因此本發(fā)明不限定于本文所說明的實施方式。

圖1和圖2根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式例示了袋式接觸型電池1的配置。如圖1和圖2所示，電池1可以包括一對第一袋10-1和第二袋10-2、一對上電池蓋20-1和下電池蓋20-2以及一對第一袋箱40-1和第二袋箱40-2。

特別地，第一袋10-1和第二袋10-2可以是相同類型的袋。例如，第一袋10-1和第二袋10-2各自可以用電池袋11密封，以確保電池的耐壓性，并且電池袋11可以具有包括包封電池的基層11a、暴露于外部的表面層11c、以及在基層11a和表面層11c之間的中間層11b的三部分結(jié)構(gòu)?；鶎?1a可以由尼龍材料制成，中間層11b可以由鋁材料制成，并且表面層11c可以由聚丙烯(PP)復(fù)合材料制成。因此，可以通過將尼龍材料附著到鋁材料的一個表面(例如，第一表面)并且將PP復(fù)合材料附著到其另一個表面(例如，第二表面)的方法來制造電池袋11。在電池袋11包封電池之后，可以折疊電池袋11的左側(cè)和右側(cè)的邊緣部中的每個，從而在第一袋10-1和第二袋10-2被折疊并被堆疊時，第一袋10-1和第二袋10-2的邊緣部各自彼此不接觸。

另外，上電池蓋20-1可以由鋁材料制成，并且可以附著到彼此折疊并堆疊的第一袋10-1和第二袋10-2的第一袋10-1上，并且是左側(cè)和右側(cè)的端部的上端21可以向著第二袋10-2折疊。下電池蓋20-2可以由鋁材料制成，并且可以附著在第一袋10-1和第二袋10-2的第二袋10-2之下(例如，下面)，是左側(cè)和右側(cè)的端部的下端23可以向著第一袋10-1折疊。上端21可以被放置在下端23的外面(例如，外部)。因此，當(dāng)彼此折疊時，上電池蓋20-1和下電池蓋20-2可以接合。特別地，上端21的折疊部可以包括楔形部21a，并且下端23的端部可以包括彎曲的夾持部23a。

進一步，間隙填充部件30可以被放置在下電池蓋20-2的下端23內(nèi)，上電池蓋20-1的上端21與下電池蓋20-2的下端23從外部被折 疊，并且可以接觸第一袋10-1和第二袋10-2的折疊的邊緣部。間隙填充部件30可以分別設(shè)置在上電池蓋20-1和下電池蓋20-2的左側(cè)部和右側(cè)部上。特別地，在間隙填充部件30接觸形成于上電池蓋20-1的上端21處的楔形部21a時可以另外施加間隙填充部件30的固定力，并且在與形成于下電池蓋20-2的下端23處的夾持部23a接合時可以同時施加間隙填充部件30的固定力。因此，間隙填充部件30可以由作為成分的MPPO+GF 10％構(gòu)成，從而間隙填充部件30可以具有優(yōu)異的絕緣和阻燃性。

特別地，MPPO是改性聚苯醚樹脂(改性PPO樹脂)，并且GF是玻璃纖維。然而，間隙填充部件30可以由各種材料制成以實現(xiàn)電絕緣。因此，間隙填充部件30可以配置成消除要求防止第一袋10-1和第二袋10-2與上電池蓋20-1和下電池蓋20-2彼此接觸的非接觸間隙G。例如，非接觸間隙G可以等于或大于約5mm，而間隙填充部件30的厚度t可以等于或小于非接觸間隙G的1/2。

第一袋箱40-1和第二袋箱40-2可以各自與上電池蓋20-1和下電池蓋20-2的左右部接合，以保護上電池蓋20-1和下電池蓋20-2的上端21和下端23使它們與外部隔開。進一步，第一袋箱40-1可以接觸(例如，鄰接)上電池蓋20-1和下電池蓋20-2的上端21和下端23，并且第二袋箱40-2可以與上電池蓋20-1和下電池蓋20-2的上端21和下端23形成間隔(例如，空隙)。因此，第二袋箱40-2可以包括汲取電池1的功率的功率汲取部。

特別地，第一袋箱40-1和第二袋箱40-2可以與上電池蓋20-1和下電池蓋20-2的左右部以及間隙填充部件30接合，而不形成非接觸間隙G。因此，第一袋箱40-1和第二袋箱40-2中的每個可以消除等于或大于約5mm的非接觸間隙G，從而第一袋箱40-1和第二袋箱40-2的長度可以相對較短。

因此，即使需要兩個間隙填充部件30的第一袋箱40-1和第二袋箱40-2的全長La-2比需要兩個非接觸間隙G的第一袋箱40-1和第二袋箱40-2的全長La-1短，也可以解決電池1的絕緣擊穿問題。特別地，袋箱的全長La-2可以降低多達與通過從非接觸間隙G中減去間隙填充部件30的厚度t而獲得的差值一樣。例如，當(dāng)非接觸間隙G的長度是約 5mm，并且間隙填充部件30的厚度t是約2mm時，袋箱的全長La-1可以是約10mm，而袋箱的全長La-2可以是約4mm。當(dāng)間隙填充部件30包括一個部分時，袋箱的全長La-2可以是約7mm。

此外，間隙填充部件30可以完全粘附到下電池蓋20-2的下端23，同時接觸(例如，鄰接)在上電池蓋20-1的上端21處形成的楔形部21a，因此可以解決絕緣擊穿問題，而基本上不形成電池袋11與上電池蓋20-1和下電池蓋20-2之間的間隔。因此，電池1的袋箱的全長La-2有助于電池模塊的尺寸、體積和重量的減少，以及電池系統(tǒng)的尺寸、體積和重量的減少，這有助于改善電動車或混合動力車的性能。

當(dāng)電池1保持相對較長的袋箱的全長La-1時，能夠?qū)⒌谝淮?0-1和第二袋10-2的容量增加多達與袋箱的全長La-1和袋箱的全長La-2之間的差值一樣。因此，即使電池模塊的尺寸和體積與之前相同，但電池1可以增加電池模塊的容量，并且即使電池系統(tǒng)的尺寸和體積與之前相同，也可以在電動車或混合動力車的功率管理中表現(xiàn)相對優(yōu)異。

同時，圖3例示了多個電池1堆疊在其中的電池單元1-1的示例性實施方式。如圖3所示，通過堆疊第1至第n電池1a至1n(n是等于或大于2的整數(shù))來配置電池單元1-1。第1至第n電池1a至1n中的每個可以包括第一袋10-1和第二袋10-2、上電池蓋20-1和下電池蓋20-2、間隙填充部件30以及第一袋箱40-1和第二袋箱40-2，第1至第n電池1a至1n中的每個與參考圖1和圖2描述的電池1相同。然而，第1至第n電池1a至1n中的任一個可以包括汲取電池單元1-1的功率的功率汲取部。

因此，使用若干堆疊的電池1，電池單元1-1可以符合電動車或混合動力車所需的電池的規(guī)格。特別地，可以在有消除非接觸間隙G的間隙填充部件30下應(yīng)用電池單元1-1，因此，袋箱的全長可以比在非接觸間隙G存在的情況下的相對較短，從而實現(xiàn)小型化和重量減少。此外，當(dāng)電池單元1-1包括電池1，其中電池1具有因應(yīng)用間隙填充部件30時相對較長的袋箱的全長La-1而增加的容量，電池單元1-1的尺寸和體積沒有減少，但電池單元1-1的容量可以被增加。

同時，圖4例示了應(yīng)用了電池1的電池模塊100的示例性實施方 式。如圖4所示，電池模塊100可以包括功率單元110、安裝螺栓120和電池模塊支架130。

功率單元110可以包括第1至第6功率單元110-1至110-6，并且第1至第6功率單元110-1至110-6中的每個可以包括電池1，該電池1具有第一袋10-1和第二袋10-2、上電池蓋20-1和下電池蓋20-2以及第一袋箱40-1和第二袋箱40-2。該電池與參考圖1和圖2所描述的電池1相同。特別地，第1至第6功率單元110-1至110-6中的任一個可以包括汲取電池模塊100的功率的功率汲取部。

安裝螺栓120可以配置成接合第1至第6功率單元110-1至110-6以結(jié)合成為整體，并且可以配置4個，4個中的每個可以與第1至第6功率單元110-1至110-6的4個拐角部緊固。電池模塊支架130可以被設(shè)置在通過安裝螺栓120集成的功率單元110的左右側(cè)，從而可以作為用于固定或安裝的緊固件進行操作。因此，使用若干所使用的電池1，電池模塊100可以符合電動車或混合動力車中所需的電池的規(guī)格。

此外，功率單元110可以由電池1形成電池的全長的減少寬度Wa(例如，在沒有應(yīng)用間隙填充部件30的袋箱的全長La-1和應(yīng)用間隙填充部件30的袋箱的全長La-2之間的差值)，從而電池模塊100的全長Lb-2是短的，并且電池模塊的縮短的全長Lb-2有助于電池模塊100的尺寸、體積和重量的減少。特別地，Lb-1表示不應(yīng)用功率單元110時電池模塊的全長。當(dāng)功率單元110包括電池1時，其中電池1具有因應(yīng)用間隙填充部件30時相對較長的袋箱的全長La-1而增加的容量，電池模塊100的尺寸和體積沒有減少，但電池模塊100的容量可以被增加。

同時，圖5例示了應(yīng)用了電池1的電池系統(tǒng)200的示例性實施方式。如圖5所示，電池系統(tǒng)200可以包括電池模塊100、電池箱210、功率棒220、功率電纜230、功率連接器240和安裝支架250。

電池模塊100與參考圖4所描述的通過安裝螺栓120集成的功率單元110相同，并且當(dāng)考慮電池箱210的結(jié)構(gòu)時，可以不應(yīng)用電池模塊支架130。電池箱210可以形成配置成容納電池模塊100的電池模塊容納部210-1，從而保護電池模塊100免受外部環(huán)境的影響。特別地，由于電池模塊100的功率單元110的電池全長的減少寬度Wa，所以電池 箱210可以引起電池箱全長的減少寬度Wb，從而降低電池箱210的全長Lc-2。此外，當(dāng)電池模塊100被插入到電池模塊容納部210-1中時，電池箱的縮短的全長Lc-2可以防止電池模塊100的拐角部的干擾。Lc-1可以表示不應(yīng)用電池箱210時電池箱的全長。

此外，功率棒220可以將電池模塊100的第1至第6功率單元110-1至110-6接合，以電接合第1至第6功率單元110-1至110-6中的每個。功率電纜230可以配置成汲取電池模塊100的功率。功率連接器240可以形成使用電池模塊100的功率的外部設(shè)備可以連接的連接部。安裝支架250可以設(shè)置在電池箱210內(nèi)以作為用于固定或安裝的緊固部操作。

因此，電池系統(tǒng)200可以減少多達與電池箱210的全長Lc-2一樣，因此其尺寸、體積和重量可以降低。因此，當(dāng)電池系統(tǒng)200被應(yīng)用于電動車或混合動力車時，電池系統(tǒng)200可以具有已改善的車輛搭載性和減少的重量，從而改善電動車或混合動力車的性能。

特別地，由于電池箱210的全長Lc-1比電池箱的全長Lc-2長，所以當(dāng)電池系統(tǒng)200使用間隙填充部件30，并且使用包括通過保持袋箱的全長La-1而具有增加的容量的電池1的電池模塊100時，電池系統(tǒng)200的尺寸、體積和重量可以不被減少，但電動車或混合動力車的功率容量可以被增加。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式，袋式接觸型電池1可以包括間隙填充部件30，其設(shè)置在由鋁材料制成的電池蓋20-1和電池蓋20-2內(nèi)，封閉兩個袋10-1和10-2，并且可以分別消除用于防止袋10-1和袋10-2以及與袋10-1的延伸部和袋10-2的延伸部處于接觸狀態(tài)的電池蓋20-1和電池蓋20-2的電絕緣擊穿的非接觸間隙G。電池模塊100可以包括多個袋式接觸型電池堆疊在其中的電池單元1-1，并且電池系統(tǒng)200可以包括電池模塊100，由于電池1的袋箱的全長La-2減少了多達與非接觸間隙G的消除一樣，所以減少電池模塊100和電池系統(tǒng)200的尺寸和體積，并且基于尺寸和體積的減少，由于重量減少，所以改善了電動車或混合動力車的性能。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式，包括袋和包封袋的電池蓋的電池可以配置成沒有袋與電池蓋之間的非接觸間隙，因此可以被制造成具有相 對較短的長度。進一步，電池模塊可以具有將具有比非接觸間隙型電池的長度更短的長度的電池多個層疊的結(jié)構(gòu)，因此，可以降低電池模塊的尺寸、體積和重量。特別地，可以與減少的尺寸和體積一樣更緊湊地制造電池模塊。

進一步，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式，電池系統(tǒng)可以包括比配置成包括非接觸間隙型電池的電池模塊更緊湊的電池模塊，因此，可以減少電池系統(tǒng)的尺寸和體積，特別地，響應(yīng)于鋼材料(或具有預(yù)計剛性的材料)的電池箱的尺寸的減少，可以減少電池系統(tǒng)的重量。由于尺寸、體積和重量降低，所以可以更緊湊地制造電池系統(tǒng)，從而當(dāng)被應(yīng)用于電動車或混合動力車時，電池系統(tǒng)可以具有改善的車輛搭載性，特別地，由于減少的重量，所以可以改善電動車或混合動力車的性能。

上述示例性實施方式僅是示例以使本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員(在下文中，稱為“本領(lǐng)域中的技術(shù)人員”)易于實踐本發(fā)明。因此，本發(fā)明并不局限于上述示例性實施方式和附圖，因此，本發(fā)明的保護范圍不局限于上述示例性實施方式。因此，在不偏離如由隨附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和保護范圍的情況下，可以做出替換、修改和變型，并且所述替換、修改和變型也屬于本發(fā)明的保護范圍對于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說顯而易見的。