使用袋式接触型电池的电池单元、电池模块和电池系统的制作方法

本发明涉及电池，并且更特别地涉及使用袋式接触型电池的电池单元、电池模块和电池系统，从袋式接触型电池中消除必须用于防止袋被损坏的非接触间隙。

背景技术：

近来，随着对电动车和混合动力车的研究越来越多，已经开发出用于优化车辆性能的技术。技术开发的示例可以包括电池系统的重量减少技术。

特别地，应用于电动车或混合动力车的电池系统供应所需的功率以驱动车辆和操作其它装置。电池系统占据了车辆的大部分重量部分，从而电池系统的重量减少技术可以有助于改善电动车或混合动力车的性能。

然而，电池系统包括电池模块，在电池模块中层叠有多个电池。每个电池需要用于袋的电绝缘击穿防护的非接触间隙，因此对减少电池模块的尺寸和体积有所限制，这限制了电池系统的尺寸、体积和重量的减少。

例如，包括袋和包封所述袋的电池盖的电池的结构基于在电池盖的内部空间中为袋形成非接触间隙，并且使非接触间隙防止会造成损伤的电池盖接触袋。特别地，非接触间隙应等于或大于约5mm。因此，电池的尺寸包括非接触间隙，这可能限制了电池模块和电池系统在尺寸和体积方面的降低。特别地，电池系统具有容纳在钢材料(或具有预先确定刚性的材料)的电池箱中的电池模块，其中，电池箱尺寸的不可减少能够进一步增加系统的重量。

技术实现要素：

本发明提供一种使用袋式接触型电池的电池单元、电池模块和电 池系统，所述使用袋式接触型电池的电池单元、电池模块和电池系统能够通过消除用于袋的电绝缘损伤防护的非接触间隙来降低电池的长度，并且通过使用降低了长度的电池来减少尺寸、体积和重量。

通过以下的描述可以理解本发明的其它目的和优点，并且参考本发明的示例性实施方式，本发明的其它目的和优点将变得显而易见。另外，本发明的目的和优点可以通过所要求保护的手段及其组合来实现，这对于本发明所属领域中的技术人员来说是显而易见的。

根据本发明的示例性实施方式，袋式接触型电池可以包括：一对第一袋和第二袋，其通过彼此折叠而堆叠，并且用具有两端折叠的延伸部的电池袋包封；一对上电池盖和下电池盖，其由铝材料制成，并且分别附着在第一袋之上和第二袋之下，在与第一袋的延伸部和第二袋的延伸部隔开时被包封；间隙填充部件，其被配置成在上电池盖和下电池盖的左接合部和右接合部处对第一袋的延伸部和第二袋的延伸部形成接触状态，并且消除用于防止电绝缘击穿的非接触间隙；以及一对第一袋箱和第二袋箱，其与上电池盖和下电池盖的左接合部和右接合部接合。

电池袋可以包括由尼龙材料制成的基层、由铝材料制成的中间层和由聚丙烯复合材料制成的表面层，并且延伸部可以被折叠。上电池盖的一端可以形成弯曲的上端，下电池盖的一端可以形成弯曲的下端，下端可以置于上端内以接触间隙填充部件，并且上端的楔形部和下端的夹持部可以接触间隙填充部件。

间隙填充部件可以分别接触电池袋的左延伸部和右延伸部，可以具有比非接触间隙小的厚度，并且可以由改性聚苯醚树脂(改性PPO树脂)和玻璃纤维制成。第一袋箱可以接触一端，上电池盖和下电池盖在所述一端处彼此重叠，并且第二袋箱可以与另一端形成间隔，上电池盖和下电池盖在所述另一端处彼此重叠。

根据本发明的另一个示例性实施方式，电池单元可以包括电池，所述电池包括：第一袋和第二袋，其通过彼此折叠而堆叠；上电池盖和下电池盖，其包封所述第一袋和所述第二袋，并且由铝材料制成；间隙填充部件，其放置在所述第一袋的延伸部和所述第二袋的延伸部与所述上电池盖和所述下电池盖之间；以及第一袋箱和第二袋箱，其 分别与所述上电池盖和所述下电池盖的左接合部和右接合部接合。所述电池可以被分成能够彼此堆叠的第1至第n电池1a至1n(例如，n是等于或大于2的整数)。所述第1至第n电池1a至1n中的任一个可以具有汲取功率的功率汲取部。

根据本发明的另一个示例性实施方式，电池模块可以包括：功率单元，其被分成彼此堆叠的第1至第n功率单元；安装螺栓，配置成固定第1至第n功率单元；以及电池模块支架，其被设置在所述功率单元内，其中，所述功率单元被配置成包括：第一袋和第二袋，其通过彼此折叠而堆叠；上电池盖和下电池盖，其包封所述第一袋和所述第二袋，并且由铝材料制成；间隙填充部件，其放置在所述第一袋的延伸部和所述第二袋的延伸部与所述上电池盖和所述下电池盖之间；以及第一袋箱和第二袋箱，其分别与所述上电池盖和所述下电池盖的左接合部和右接合部接合。所述第1至第n功率单元中的任一个可以具有汲取电池模块的功率的功率汲取部。

根据本发明的另一个示例性实施方式，电池系统可以包括：电池；电池模块，所述多个电池堆叠在所述电池模块中；电池箱，其形成电池模块容纳部，所述电池模块被容纳在所述电池模块容纳部中；以及安装支架，其被设置在所述电池箱内，其中，所述电池包括：第一袋和第二袋，其通过彼此折叠而堆叠；上电池盖和下电池盖，其包封所述第一袋和所述第二袋，并且由铝材料制成；间隙填充部件，其放置在所述第一袋的延伸部和所述第二袋的延伸部与所述上电池盖和所述下电池盖之间；以及第一袋箱和第二袋箱，其分别与所述上电池盖和所述下电池盖的左接合部和右接合部接合。

附图说明

提供每张附图的简要说明，以更充分地理解在本发明的具体实施方式中使用的附图。

图1A-1B是根据本发明的示例性实施方式的袋式接触型电池的配置图。

图2是根据本发明的示例性实施方式的电池的袋接触结构图。

图3是根据本发明的示例性实施方式的电池单元的配置图，在所 述电池单元中层叠有袋式接触型电池。

图4是根据本发明的示例性实施方式的使用袋式接触型电池的电池模块的配置图。

图5是根据本发明的示例性实施方式的包含使用袋式接触型电池的电池模块的电池系统的部分配置图。

具体实施方式

应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、插入式混合动力车、氢动力车和其它代用燃料车(例如，来源于石油以外的资源的燃料)。本文中提到的混合动力车是具有两种或更多种动力来源的车，例如同时为汽油动力和电动力的车。

尽管示例性实施方式被描述为使用多个单元以执行示例性进程，但应理解的是，示例性进程还可以由一个或多个模块执行。另外，应当理解的是，术语“控制器/控制单元”是指包括存储器和处理器的硬件设备。存储器配置成对模块进行存储，处理器具体配置成执行该模块以执行将在以下进一步描述的一个或更多进程。

此外，本发明的控制逻辑可以具体表现为，在含有由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非瞬时性计算机可读介质。计算机可读介质的例子包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光数据存储装置。计算机可读记录介质也可以在接合网络的计算机系统中分布，从而计算机可读介质可以通过例如远程信息处理服务器或控制器局域网络(CAN)以分布方式进行存储并执行。

本文使用的术语仅为说明具体实施方式，而不是意在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个、一种、该”也意在包括复数形式，除非上下文中另外明确指明。还应当理解的是，在说明书中使用的术语“包括”和/或“包含”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元素和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、 操作、元素、部件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任何和所有结合。

在下文中，将参考附图来详细地说明本发明的示例性实施方式，本发明所属领域的技术人员可以以各种形式实施这些实施方式，因此本发明不限定于本文所说明的实施方式。

图1和图2根据本发明的示例性实施方式例示了袋式接触型电池1的配置。如图1和图2所示，电池1可以包括一对第一袋10-1和第二袋10-2、一对上电池盖20-1和下电池盖20-2以及一对第一袋箱40-1和第二袋箱40-2。

特别地，第一袋10-1和第二袋10-2可以是相同类型的袋。例如，第一袋10-1和第二袋10-2各自可以用电池袋11密封，以确保电池的耐压性，并且电池袋11可以具有包括包封电池的基层11a、暴露于外部的表面层11c、以及在基层11a和表面层11c之间的中间层11b的三部分结构。基层11a可以由尼龙材料制成，中间层11b可以由铝材料制成，并且表面层11c可以由聚丙烯(PP)复合材料制成。因此，可以通过将尼龙材料附着到铝材料的一个表面(例如，第一表面)并且将PP复合材料附着到其另一个表面(例如，第二表面)的方法来制造电池袋11。在电池袋11包封电池之后，可以折叠电池袋11的左侧和右侧的边缘部中的每个，从而在第一袋10-1和第二袋10-2被折叠并被堆叠时，第一袋10-1和第二袋10-2的边缘部各自彼此不接触。

另外，上电池盖20-1可以由铝材料制成，并且可以附着到彼此折叠并堆叠的第一袋10-1和第二袋10-2的第一袋10-1上，并且是左侧和右侧的端部的上端21可以向着第二袋10-2折叠。下电池盖20-2可以由铝材料制成，并且可以附着在第一袋10-1和第二袋10-2的第二袋10-2之下(例如，下面)，是左侧和右侧的端部的下端23可以向着第一袋10-1折叠。上端21可以被放置在下端23的外面(例如，外部)。因此，当彼此折叠时，上电池盖20-1和下电池盖20-2可以接合。特别地，上端21的折叠部可以包括楔形部21a，并且下端23的端部可以包括弯曲的夹持部23a。

进一步，间隙填充部件30可以被放置在下电池盖20-2的下端23内，上电池盖20-1的上端21与下电池盖20-2的下端23从外部被折 叠，并且可以接触第一袋10-1和第二袋10-2的折叠的边缘部。间隙填充部件30可以分别设置在上电池盖20-1和下电池盖20-2的左侧部和右侧部上。特别地，在间隙填充部件30接触形成于上电池盖20-1的上端21处的楔形部21a时可以另外施加间隙填充部件30的固定力，并且在与形成于下电池盖20-2的下端23处的夹持部23a接合时可以同时施加间隙填充部件30的固定力。因此，间隙填充部件30可以由作为成分的MPPO+GF 10％构成，从而间隙填充部件30可以具有优异的绝缘和阻燃性。

特别地，MPPO是改性聚苯醚树脂(改性PPO树脂)，并且GF是玻璃纤维。然而，间隙填充部件30可以由各种材料制成以实现电绝缘。因此，间隙填充部件30可以配置成消除要求防止第一袋10-1和第二袋10-2与上电池盖20-1和下电池盖20-2彼此接触的非接触间隙G。例如，非接触间隙G可以等于或大于约5mm，而间隙填充部件30的厚度t可以等于或小于非接触间隙G的1/2。

第一袋箱40-1和第二袋箱40-2可以各自与上电池盖20-1和下电池盖20-2的左右部接合，以保护上电池盖20-1和下电池盖20-2的上端21和下端23使它们与外部隔开。进一步，第一袋箱40-1可以接触(例如，邻接)上电池盖20-1和下电池盖20-2的上端21和下端23，并且第二袋箱40-2可以与上电池盖20-1和下电池盖20-2的上端21和下端23形成间隔(例如，空隙)。因此，第二袋箱40-2可以包括汲取电池1的功率的功率汲取部。

特别地，第一袋箱40-1和第二袋箱40-2可以与上电池盖20-1和下电池盖20-2的左右部以及间隙填充部件30接合，而不形成非接触间隙G。因此，第一袋箱40-1和第二袋箱40-2中的每个可以消除等于或大于约5mm的非接触间隙G，从而第一袋箱40-1和第二袋箱40-2的长度可以相对较短。

因此，即使需要两个间隙填充部件30的第一袋箱40-1和第二袋箱40-2的全长La-2比需要两个非接触间隙G的第一袋箱40-1和第二袋箱40-2的全长La-1短，也可以解决电池1的绝缘击穿问题。特别地，袋箱的全长La-2可以降低多达与通过从非接触间隙G中减去间隙填充部件30的厚度t而获得的差值一样。例如，当非接触间隙G的长度是约 5mm，并且间隙填充部件30的厚度t是约2mm时，袋箱的全长La-1可以是约10mm，而袋箱的全长La-2可以是约4mm。当间隙填充部件30包括一个部分时，袋箱的全长La-2可以是约7mm。

此外，间隙填充部件30可以完全粘附到下电池盖20-2的下端23，同时接触(例如，邻接)在上电池盖20-1的上端21处形成的楔形部21a，因此可以解决绝缘击穿问题，而基本上不形成电池袋11与上电池盖20-1和下电池盖20-2之间的间隔。因此，电池1的袋箱的全长La-2有助于电池模块的尺寸、体积和重量的减少，以及电池系统的尺寸、体积和重量的减少，这有助于改善电动车或混合动力车的性能。

当电池1保持相对较长的袋箱的全长La-1时，能够将第一袋10-1和第二袋10-2的容量增加多达与袋箱的全长La-1和袋箱的全长La-2之间的差值一样。因此，即使电池模块的尺寸和体积与之前相同，但电池1可以增加电池模块的容量，并且即使电池系统的尺寸和体积与之前相同，也可以在电动车或混合动力车的功率管理中表现相对优异。

同时，图3例示了多个电池1堆叠在其中的电池单元1-1的示例性实施方式。如图3所示，通过堆叠第1至第n电池1a至1n(n是等于或大于2的整数)来配置电池单元1-1。第1至第n电池1a至1n中的每个可以包括第一袋10-1和第二袋10-2、上电池盖20-1和下电池盖20-2、间隙填充部件30以及第一袋箱40-1和第二袋箱40-2，第1至第n电池1a至1n中的每个与参考图1和图2描述的电池1相同。然而，第1至第n电池1a至1n中的任一个可以包括汲取电池单元1-1的功率的功率汲取部。

因此，使用若干堆叠的电池1，电池单元1-1可以符合电动车或混合动力车所需的电池的规格。特别地，可以在有消除非接触间隙G的间隙填充部件30下应用电池单元1-1，因此，袋箱的全长可以比在非接触间隙G存在的情况下的相对较短，从而实现小型化和重量减少。此外，当电池单元1-1包括电池1，其中电池1具有因应用间隙填充部件30时相对较长的袋箱的全长La-1而增加的容量，电池单元1-1的尺寸和体积没有减少，但电池单元1-1的容量可以被增加。

同时，图4例示了应用了电池1的电池模块100的示例性实施方 式。如图4所示，电池模块100可以包括功率单元110、安装螺栓120和电池模块支架130。

功率单元110可以包括第1至第6功率单元110-1至110-6，并且第1至第6功率单元110-1至110-6中的每个可以包括电池1，该电池1具有第一袋10-1和第二袋10-2、上电池盖20-1和下电池盖20-2以及第一袋箱40-1和第二袋箱40-2。该电池与参考图1和图2所描述的电池1相同。特别地，第1至第6功率单元110-1至110-6中的任一个可以包括汲取电池模块100的功率的功率汲取部。

安装螺栓120可以配置成接合第1至第6功率单元110-1至110-6以结合成为整体，并且可以配置4个，4个中的每个可以与第1至第6功率单元110-1至110-6的4个拐角部紧固。电池模块支架130可以被设置在通过安装螺栓120集成的功率单元110的左右侧，从而可以作为用于固定或安装的紧固件进行操作。因此，使用若干所使用的电池1，电池模块100可以符合电动车或混合动力车中所需的电池的规格。

此外，功率单元110可以由电池1形成电池的全长的减少宽度Wa(例如，在没有应用间隙填充部件30的袋箱的全长La-1和应用间隙填充部件30的袋箱的全长La-2之间的差值)，从而电池模块100的全长Lb-2是短的，并且电池模块的缩短的全长Lb-2有助于电池模块100的尺寸、体积和重量的减少。特别地，Lb-1表示不应用功率单元110时电池模块的全长。当功率单元110包括电池1时，其中电池1具有因应用间隙填充部件30时相对较长的袋箱的全长La-1而增加的容量，电池模块100的尺寸和体积没有减少，但电池模块100的容量可以被增加。

同时，图5例示了应用了电池1的电池系统200的示例性实施方式。如图5所示，电池系统200可以包括电池模块100、电池箱210、功率棒220、功率电缆230、功率连接器240和安装支架250。

电池模块100与参考图4所描述的通过安装螺栓120集成的功率单元110相同，并且当考虑电池箱210的结构时，可以不应用电池模块支架130。电池箱210可以形成配置成容纳电池模块100的电池模块容纳部210-1，从而保护电池模块100免受外部环境的影响。特别地，由于电池模块100的功率单元110的电池全长的减少宽度Wa，所以电池 箱210可以引起电池箱全长的减少宽度Wb，从而降低电池箱210的全长Lc-2。此外，当电池模块100被插入到电池模块容纳部210-1中时，电池箱的缩短的全长Lc-2可以防止电池模块100的拐角部的干扰。Lc-1可以表示不应用电池箱210时电池箱的全长。

此外，功率棒220可以将电池模块100的第1至第6功率单元110-1至110-6接合，以电接合第1至第6功率单元110-1至110-6中的每个。功率电缆230可以配置成汲取电池模块100的功率。功率连接器240可以形成使用电池模块100的功率的外部设备可以连接的连接部。安装支架250可以设置在电池箱210内以作为用于固定或安装的紧固部操作。

因此，电池系统200可以减少多达与电池箱210的全长Lc-2一样，因此其尺寸、体积和重量可以降低。因此，当电池系统200被应用于电动车或混合动力车时，电池系统200可以具有已改善的车辆搭载性和减少的重量，从而改善电动车或混合动力车的性能。

特别地，由于电池箱210的全长Lc-1比电池箱的全长Lc-2长，所以当电池系统200使用间隙填充部件30，并且使用包括通过保持袋箱的全长La-1而具有增加的容量的电池1的电池模块100时，电池系统200的尺寸、体积和重量可以不被减少，但电动车或混合动力车的功率容量可以被增加。

如上所述，根据本发明的示例性实施方式，袋式接触型电池1可以包括间隙填充部件30，其设置在由铝材料制成的电池盖20-1和电池盖20-2内，封闭两个袋10-1和10-2，并且可以分别消除用于防止袋10-1和袋10-2以及与袋10-1的延伸部和袋10-2的延伸部处于接触状态的电池盖20-1和电池盖20-2的电绝缘击穿的非接触间隙G。电池模块100可以包括多个袋式接触型电池堆叠在其中的电池单元1-1，并且电池系统200可以包括电池模块100，由于电池1的袋箱的全长La-2减少了多达与非接触间隙G的消除一样，所以减少电池模块100和电池系统200的尺寸和体积，并且基于尺寸和体积的减少，由于重量减少，所以改善了电动车或混合动力车的性能。

根据本发明的示例性实施方式，包括袋和包封袋的电池盖的电池可以配置成没有袋与电池盖之间的非接触间隙，因此可以被制造成具有相 对较短的长度。进一步，电池模块可以具有将具有比非接触间隙型电池的长度更短的长度的电池多个层叠的结构，因此，可以降低电池模块的尺寸、体积和重量。特别地，可以与减少的尺寸和体积一样更紧凑地制造电池模块。

进一步，根据本发明的示例性实施方式，电池系统可以包括比配置成包括非接触间隙型电池的电池模块更紧凑的电池模块，因此，可以减少电池系统的尺寸和体积，特别地，响应于钢材料(或具有预计刚性的材料)的电池箱的尺寸的减少，可以减少电池系统的重量。由于尺寸、体积和重量降低，所以可以更紧凑地制造电池系统，从而当被应用于电动车或混合动力车时，电池系统可以具有改善的车辆搭载性，特别地，由于减少的重量，所以可以改善电动车或混合动力车的性能。

上述示例性实施方式仅是示例以使本发明所属领域中的技术人员(在下文中，称为“本领域中的技术人员”)易于实践本发明。因此，本发明并不局限于上述示例性实施方式和附图，因此，本发明的保护范围不局限于上述示例性实施方式。因此，在不偏离如由随附权利要求书所限定的本发明的精神和保护范围的情况下，可以做出替换、修改和变型，并且所述替换、修改和变型也属于本发明的保护范围对于本领域中的技术人员来说显而易见的。