具有整体的热失控缓解的电池单元支撑组件的制作方法
本公开涉及用于多电池单元式可再充电能量存储系统(ress)的具有整体的热失控缓解的电池单元支撑组件。
背景技术：
1、通常，电能产生和存储电池系统包括用于为负载供电的一个或多个电池单元。多个电池单元可以彼此紧密接近地布置以产生电池单元阵列或系统，诸如电池模块、电池组等。电池可广义地分为一次电池和二次电池。一次电池，也称为一次性电池，旨在被使用直到耗尽，之后它们简单地用新电池替换。二次电池，更通常地被称为可再充电电池，采用特定的化学性质，允许这种电池被重复地再充电和再使用，因此与一次性电池相比提供经济、环境和使用方便的益处。
2、二次电池可用于存储电能以供将来使用，并且用作峰值发电与峰值系统负载之间的缓冲器，诸如在固定能量存储系统和电动车辆(ev)中。可再充电电池的特定化学性质以及外部因素可能导致内部反应速率，从而产生大量的热能。电池单元在延长的时间段内暴露于升高的温度可能导致电池单元经历热失控事件。一个电池单元中的热量积累可能导致热量扩散到相邻的电池单元，从而影响整个电池阵列。因此，需要有效地移除热能以减轻热量积聚和随之发生的电池系统性能的降低。
技术实现思路
1、一种多电池单元式可再充电能量存储系统(ress)包括多个电池单元，其中每个电池单元具有被配置为排出气体的相应的电池单元通气口。ress还包括具有热失控缓解的电池单元支撑组件并且具有电池单元保持器，所述电池单元保持器被配置成支撑所述多个电池单元。所述电池单元保持器具有保持器主体，所述保持器主体限定成排布置的多个孔。每个孔被配置成与所述多个电池单元中的一个电池单元的电池单元通气口对准并且流体连通。电池单元支撑组件还包括多个热屏障条带，其粘附到所述电池单元保持器。每个热屏障条带平行于相应成排的孔延伸，并且被配置成使对应的电池单元与在热失控期间由相邻电池单元排出的气体热绝缘。电池单元支撑组件还包括多个灌封元件(potting element)。每个灌封元件被布置在相应的电池单元和对应的热屏障条带之间的所述多个孔中的一个孔中，并且被配置为粘附到所述电池单元和所述对应的热屏障条带，以维持所述电池单元在所述电池单元保持器上的位置。
2、多电池单元ress还可以包括具有托盘和匹配盖的ress外壳。ress外壳可以被配置为容纳多个电池单元、电池单元保持器、多个热屏障条带以及多个灌封元件。电池单元保持器可以被配置为与外壳托盘接合并配合在一起。
3、外壳托盘可以包括多个通道，并且电池单元保持器包括多个整体的突出部分。每个电池单元保持器突出部分可以被配置成接合外壳托盘通道中的一者，从而建立多个纵向流体通路。每个流体通路可沿着至少一排孔延伸，以引导由定位在电池单元保持器上的对应电池单元排出的气体。
4、当未被对应的灌封元件阻塞时，所述孔中的每个孔可以被配置为将由所述多个电池单元中的一个电池单元排出或排放的气体引导至所述纵向通路。
5、热屏障条带中的每个热屏障条带可包括条带部分，所述条带部分延伸到在外壳托盘和对应的保持器突出部分之间的相应外壳托盘通道中。
6、多电池单元ress还可以包括粘合剂，该粘合剂布置在外壳托盘通道内、位于外壳托盘和对应的保持器突出部分之间，从而将电池单元支撑组件固定到外壳托盘。
7、灌封元件中的每个灌封元件可被配置成在排出气体的力的作用下与相应的孔分离，并且从而使对应的屏障条带的一部分脱离到对应的流体通路中。
8、灌封元件中的每个灌封元件可以包括阻燃材料，诸如碳酸氢钠。
9、灌封元件中的每个灌封元件可以由非自流平的(non-self-leveling)、高粘度的膏形成，该膏被施加到多个孔中的相应一个孔中并且被固化以在其中硬化。
10、灌封元件膏可以包括添加剂，该添加剂被配置为使灌封元件的热膨胀系数与电池单元保持器的热膨胀系数匹配。
11、电池单元保持器可以由玻璃填充尼龙构造而成。
12、电池单元中的每个电池单元可以是圆柱形或棱柱形电池单元。
13、还公开了一种包括上述多电池单元式可充电能量存储系统(ress)的机动车辆。
14、本发明还包括如下方案：
15、方案1.一种多电池单元式可再充电能量存储系统(ress)，包括：
16、多个电池单元，其中每个电池单元包括被配置为排出气体的相应的电池单元通气口；以及
17、具有热失控缓解的电池单元支撑组件，所述电池单元支撑组件包括：
18、电池单元保持器，所述电池单元保持器被配置成支撑所述多个电池单元并且具有保持器主体，所述保持器主体限定成排布置的多个孔，其中每个孔被配置成与所述多个电池单元中的一个电池单元的电池单元通气口对准并且流体连通；
19、多个热屏障条带，其粘附到所述电池单元保持器，其中每个热屏障条带平行于相应成排的孔延伸，并且被配置成使对应的电池单元与在热失控期间由相邻的电池单元排出的气体热绝缘；以及
20、多个灌封元件，其中，每个灌封元件被布置在相应的电池单元和对应的热屏障条带之间的所述多个孔中的一个孔中，并且被配置为粘附到所述电池单元和所述对应的热屏障条带，以维持所述电池单元在所述电池单元保持器上的位置。
21、方案2.根据方案1所述的多电池单元ress，还包括ress外壳，所述ress外壳具有托盘和配合盖并且被配置为容纳所述多个电池单元、所述电池单元保持器、所述多个热屏障条带和所述多个灌封元件，其中，所述电池单元保持器被配置为与所述外壳托盘接合并且配合在一起。
22、方案3.根据方案2所述的多电池单元ress，其中：
23、所述外壳托盘包括多个通道，并且所述电池单元保持器包括多个整体的突出部分；
24、所述电池单元保持器突出部分中的每一者被配置成接合所述外壳托盘通道中的一者，从而建立多个纵向流体通路；以及
25、每个流体通路沿着至少一排孔延伸以引导由对应的电池单元排出的气体。
26、方案4.根据方案3所述的多电池单元ress，其中，所述热屏障条带中的每一者包括条带部分，所述条带部分延伸进入在所述外壳托盘和所述对应的保持器突出部分之间的相应外壳托盘通道中。
27、方案5.根据方案3所述的多电池单元ress，还包括粘合剂，所述粘合剂被布置在所述外壳托盘通道内、位于所述外壳托盘和所述对应的保持器突出部分之间，从而将所述电池单元支撑组件固定到所述外壳托盘。
28、方案6.根据方案3所述的多电池单元ress，其中，所述灌封元件中的每一者被配置为在排出气体的力的作用下与相应的孔分离，并且从而使所述对应的屏障条带的一部分脱离到对应的流体通路中。
29、方案7.根据方案1所述的多电池单元ress，其中，所述灌封元件中的每一者包括阻燃材料。
30、方案8.根据方案1所述的多电池单元ress，其中，所述灌封元件中的每一者由非自流平膏形成，所述非自流平膏被施加到所述多个孔中的相应一个孔中并且被固化以在其中硬化。
31、方案9.根据方案8所述的多电池单元ress，其中，所述灌封元件膏包括添加剂，所述添加剂被配置为使所述灌封元件的热膨胀系数与所述电池单元保持器的热膨胀系数相匹配。
32、方案10.根据方案9所述的多电池单元ress，其中，所述电池单元保持器由玻璃填充尼龙构造而成。
33、方案11.一种用于具有多个电池单元的多电池单元式可再充电能量存储系统(ress)的具有热失控缓解的电池单元支撑组件，所述多个电池单元具有用于排出气体的相应电池单元通气口，所述电池单元支撑组件包括：
34、电池单元保持器，所述电池单元保持器被配置成支撑所述多个电池单元并且具有保持器主体，所述保持器主体限定成排布置的多个孔，其中每个孔被配置成与所述多个电池单元中的一个电池单元的所述电池单元通气口对准并且流体连通；
35、多个热屏障条带，其粘附到所述电池单元保持器，其中每个热屏障条带平行于相应成排的孔延伸，并且被配置成使对应的电池单元与在热失控期间由相邻的电池单元排出的气体热绝缘；以及
36、多个灌封元件，其中，每个灌封元件被布置在相应的电池单元和对应的热屏障条带之间的所述多个孔中的一个孔中，并且被配置为粘附到所述电池单元和所述对应的热屏障条带，以维持所述电池单元在所述电池单元保持器上的位置。
37、方案12.根据方案11所述的电池单元支撑组件，其中，灌封元件中的每一者被配置成在排出气体的力的作用下与相应的孔分离，并且从而使所述对应的屏障条带的一部分脱离。
38、方案13.根据方案11所述的电池单元支撑组件，其中，所述灌封元件中的每一者包括阻燃材料。
39、方案14.根据方案11所述的电池单元支撑组件，其中，所述灌封元件中的每一者由非自流平膏形成，所述非自流平膏被施加到所述多个孔中的相应一个孔中并且固化以在其中硬化。
40、方案15.根据方案14所述的电池单元支撑组件，其中，所述灌封元件膏包括添加剂，所述添加剂被配置来使所述灌封元件的热膨胀系数与所述电池单元保持器的热膨胀系数匹配。
41、方案16.根据方案15所述的电池单元支撑组件，其中，所述电池单元保持器由玻璃填充尼龙构造而成。
42、方案17.一种机动车辆，包括：
43、动力源，其被配置成产生动力源扭矩；以及
44、多电池单元式可再充电能量存储系统(ress)，其被配置为向所述动力源供应电能，所述ress包括：
45、多个电池单元，其中每个电池单元包括被配置为排出气体的相应的电池单元通气口；以及
46、具有热失控缓解的电池单元支撑组件，包括：
47、电池单元保持器，所述电池单元保持器被配置成支撑所述多个电池单元并且具有保持器主体，所述保持器主体限定成排布置的多个孔，其中每个孔被配置成与所述多个电池单元中的一个电池单元的所述电池单元通气口对准并且流体连通；
48、多个热屏障条带，其粘附到所述电池单元保持器，其中每个热屏障条带平行于相应成排的孔延伸，并且被配置成使对应的电池单元与在热失控期间由相邻的电池单元排出的气体热绝缘；以及
49、多个灌封元件，其中，每个灌封元件被布置在相应的电池单元和对应的热屏障条带之间的所述多个孔中的一个孔中，并且被配置为粘附到所述电池单元和对应的热屏障条带，以维持所述电池单元在所述电池单元保持器上的位置。
50、方案18.根据方案17所述的机动车辆，其中，所述ress还包括ress外壳，所述ress外壳具有托盘和配合盖，并且被配置为容纳所述多个电池单元、所述电池单元保持器、所述多个热屏障条带和所述多个灌封元件，其中所述电池单元保持器被配置为与所述外壳托盘接合并且配合在一起。
51、方案19.根据方案18所述的机动车辆，其中：
52、所述外壳托盘包括多个通道，并且所述电池单元保持器包括多个整体的突出部分；
53、所述电池单元保持器突出部分中的每一者被配置成接合所述外壳托盘通道中的一者，从而建立多个纵向流体通路；以及
54、每个流体通路沿着至少一排孔延伸以引导由对应的电池单元排出的气体。
55、方案20.根据方案19所述的机动车辆，其中：
56、所述ress还包括粘合剂，所述粘合剂被布置在所述外壳托盘通道内、位于所述外壳托盘和对应的保持器突出部分之间，从而将所述电池单元支撑组件固定到所述外壳托盘；
57、所述热屏障条带中的每一者包括条带部分，所述条带部分延伸到在外壳托盘和对应的保持器突出部分之间的相应外壳托盘通道中；以及
58、所述灌封元件中的每一者被配置成在所排出的气体的力的作用下与相应的孔分离，从而使对应的屏障条带的一部分脱离到对应的流体通路中。
59、本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点从当结合附图和所附权利要求考虑的用于执行所描述的公开的实施例和最佳模式的以下详细描述将是显而易见的。
技术特征：
1.一种多电池单元式可再充电能量存储系统(ress)，包括：
2.根据权利要求1所述的多电池单元ress，还包括ress外壳，所述ress外壳具有托盘和配合盖并且被配置为容纳所述多个电池单元、所述电池单元保持器、所述多个热屏障条带和所述多个灌封元件，其中，所述电池单元保持器被配置为与所述外壳托盘接合并且配合在一起。
3.根据权利要求2所述的多电池单元ress，其中：
4.根据权利要求3所述的多电池单元ress，其中，所述热屏障条带中的每一者包括条带部分，所述条带部分延伸进入在所述外壳托盘和所述对应的保持器突出部分之间的相应外壳托盘通道中。
5.根据权利要求3所述的多电池单元ress，还包括粘合剂，所述粘合剂被布置在所述外壳托盘通道内、位于所述外壳托盘和所述对应的保持器突出部分之间，从而将所述电池单元支撑组件固定到所述外壳托盘。
6.根据权利要求3所述的多电池单元ress，其中，所述灌封元件中的每一者被配置为在排出气体的力的作用下与相应的孔分离，并且从而使所述对应的屏障条带的一部分脱离到对应的流体通路中。
7.根据权利要求1所述的多电池单元ress，其中，所述灌封元件中的每一者包括阻燃材料。
8.根据权利要求1所述的多电池单元ress，其中，所述灌封元件中的每一者由非自流平膏形成，所述非自流平膏被施加到所述多个孔中的相应一个孔中并且被固化以在其中硬化。
9.根据权利要求8所述的多电池单元ress，其中，所述灌封元件膏包括添加剂，所述添加剂被配置为使所述灌封元件的热膨胀系数与所述电池单元保持器的热膨胀系数相匹配。
10.根据权利要求9所述的多电池单元ress，其中，所述电池单元保持器由玻璃填充尼龙构造而成。
技术总结
一种可再充电能量存储系统(RESS)包括电池单元，每个电池单元具有相应的通气口。RESS还包括具有热失控缓解的电池单元支撑组件，并且具有用于支撑电池单元的电池单元保持器。电池单元保持器限定成排布置的孔，并且每个孔与一个电池单元通气口流体连通。该组件还包括粘附到该保持器上的多个热屏障条带。每个热屏障条带平行于相应孔排延伸，以使每个对应的电池单元与在热失控期间由相邻的电池单元排出的气体热绝缘。该组件还包括多个灌封元件。每个灌封元件被布置在相应电池单元和对应的热屏障条带之间的孔中的一个孔中，从而粘附到电池单元和对应的热屏障条带，并且维持电池单元在保持器上的位置。机动车辆可以采用这种RESS。
技术研发人员：D·M·王,R·P·希基,E·D·格里菲斯,K·基伦,A·M·科波拉,M·基尔马尼
受保护的技术使用者：通用汽车环球科技运作有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5