ЯЩИК БАТАРЕИ, БАТАРЕЯ, ЭНЕРГОПОТРЕБЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, А ТАКЖЕ СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАТАРЕИ Российский патент 2025 года по МПК H01M10/613 H01M50/209 H01M50/342 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящая заявка относится к области технологий батарей и, в частности, к ящику батареи, батарее, энергопотребляющему устройству, а также способу и устройству для изготовления батареи.

Предпосылки изобретения

Энергосбережение и сокращение выбросов являются ключом к устойчивому развитию автомобильной промышленности. В этом случае электрические транспортные средства стали важной частью устойчивого развития автомобильной промышленности благодаря их преимуществам в области энергосбережения и защиты окружающей среды. Для электрических транспортных средств технология батарей является важным фактором их развития.

При разработке технологий батарей, помимо повышения эксплуатационных характеристик батарей, безопасность также является проблемой, которую нельзя игнорировать. Если безопасность батарей нельзя обеспечить, батареи нельзя использовать. Поэтому повышение безопасности батареи является актуальной технической задачей, которую необходимо решить в технологии батарей.

Сущность изобретения

В настоящей заявке предложены ящик батареи, батарея, энергопотребляющее устройство, а также способ и устройство для изготовления батареи, которые могут повысить безопасность батареи.

В первом аспекте предложен ящик батареи, содержащий электрическую камеру, выполненную с возможностью размещения батарейного элемента, причем на первой стенке батарейного элемента расположен механизм сброса давления, и при этом механизм сброса давления выполнен с возможностью приведения в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигает порогового значения, для сброса внутреннего давления; сборную камеру, выполненную с возможностью сбора выбросов из батарейного элемента при приведении в действие механизма сброса давления; и первый терморегулирующий компонент, выполненный с возможностью вмещения текучей среды для регулирования температуры батарейного элемента, причем первый терморегулирующий компонент прикреплен ко второй стенке батарейного элемента, и при этом вторая стенка отличается от первой стенки.

В техническом решении варианта осуществления настоящей заявки первый терморегулирующий компонент прикреплен ко второй стенке батарейного элемента, на которой не предусмотрен механизм сброса давления. Таким образом, площадь контакта между первым терморегулирующим компонентом и батарейным элементом относительно велика, и результат регулирования температуры батарейного элемента относительно значителен при нормальной работе батарейного элемента. Кроме того, поскольку вторая стенка, к которой прикреплен первый терморегулирующий компонент, не является первой стенкой батарейного элемента, на которой предусмотрен механизм сброса давления, то в результате, когда в батарейном элементе происходит тепловой разгон, выбросы из батарейного элемента, которые выпускаются через механизм сброса давления, выпускаются в направлении от первого терморегулирующего компонента. Таким образом, выбросы не прорываются через первый терморегулирующий компонент, что снижает опасность и повышает безопасность батареи.

В некоторых вариантах осуществления на третьей стенке батарейного элемента расположен электродный вывод, третья стенка отличается от первой стенки, и третья стенка отличается от второй стенки.

Стенка, на которой расположен механизм сброса давления, стенка, на которой расположен электродный вывод, и стенка, к которой прикреплен первый терморегулирующий компонент, являются тремя разными стенками батарейного элемента. Таким образом, когда механизм сброса давления приводится в действие, выбросы из батарейного элемента, которые выпускаются через механизм сброса давления, выпускаются в направлениях от первого терморегулирующего компонента и электродного вывода. Таким образом, выбросы не прорываются через первый терморегулирующий компонент. Между тем, можно уменьшить влияние выбросов на электродный вывод, избежать риска воспламенения от высокого напряжения, уменьшить опасность и, таким образом, повысить безопасность батареи.

В некоторых вариантах осуществления в первой области третьей стенки предусмотрен электродный вывод; и ящик дополнительно содержит: второй терморегулирующий компонент, выполненный с возможностью вмещения текучей среды для регулирования температуры батарейного элемента, причем второй терморегулирующий компонент прикреплен ко второй области третьей стенки, и вторая область отличается от первой области.

Область третьей стенки, где не расположен электродный вывод, может быть прикреплена ко второму компоненту регулирования температуры и предусматривать его. Таким образом, площадь контакта между терморегулирующими компонентами и батарейным элементом дополнительно увеличивается, и результат регулирования температуры батарейного элемента относительно значителен при нормальной работе батарейного элемента. Кроме того, поскольку третья стенка, к которой прикреплен второй терморегулирующий компонент, не является первой стенкой батарейного элемента, на которой предусмотрен механизм сброса давления, то в результате, когда в батарейном элементе происходит тепловой разгон, выбросы из батарейного элемента, которые выпускаются через механизм сброса давления, выпускаются в направлениях от второго терморегулирующего компонента и электродного вывода. Таким образом, выбросы не прорываются через второй терморегулирующий компонент. Между тем, можно уменьшить влияние выбросов на электродный вывод, избежать риска воспламенения от высокого напряжения, уменьшить опасность и, таким образом, повысить безопасность батареи.

В некоторых вариантах осуществления во второй области предусмотрена выступающая часть, выступающая в направлении от внутренней части батарейного элемента, и к выступающей части прикреплен второй терморегулирующий компонент.

Выступающая часть, выступающая в направлении от внутренней части батарейного элемента, расположена во второй области, и к выступающей части прикреплен второй терморегулирующий компонент, что затем облегчает прикрепление второго терморегулирующего компонента к батарейному элементу.

В некоторых вариантах осуществления третья стенка расположена напротив первой стенки, и вторая стенка соединена с третьей стенкой и первой стенкой.

На одной из двух противоположных стенок батарейного элемента расположен электродный вывод, и на другой стенке расположен механизм сброса давления. Таким образом, когда механизм сброса давления приводится в действие, выбросы из батарейного элемента, которые выпускаются через механизм сброса давления, выпускаются в направлении от электродного вывода. Таким образом, можно дополнительно уменьшить влияние выбросов на электродный вывод, избежать риска воспламенения от высокого напряжения, уменьшить опасность и, таким образом, повысить безопасность батареи.

В некоторых вариантах осуществления вторая стенка расположена напротив первой стенки, и третья стенка соединена со второй стенкой и первой стенкой.

В некоторых вариантах осуществления электродный вывод расположен на второй стенке.

В некоторых вариантах осуществления ящик содержит: изоляционный компонент, предназначенный для изоляции электрической камеры от сборной камеры, при этом изоляционный компонент прикреплен к первой стенке.

Электрическая камера для размещения батарейного элемента отделена от сборной камеры для сбора выбросов с помощью изоляционного компонента. Когда механизм сброса давления приводится в действие, выбросы из батарейного элемента попадают в сборную камеру и не попадают в электрическую камеру или попадают в электрическую камеру в небольшом количестве, вследствие чего электрическое соединение в электрической камере не может быть затронуто. Таким образом, безопасность батареи может быть повышена.

В некоторых вариантах осуществления в изоляционном компоненте предусмотрена ослабленная зона, и ослабленная зона выполнена с возможностью повреждения при приведении в действие механизма сброса давления, так что выбросы проходят через ослабленную зону и попадают в сборную камеру.

За счет размещения ослабленной зоны на изоляционном компоненте, с одной стороны, при приведении в действие механизма сброса давления выбросы могут проходить через ослабленную зону и попадать в сборную камеру, что предотвращает попадание выбросов в электрическую камеру; с другой стороны, изоляция между электрической камерой и сборной камерой также может быть обеспечена, когда механизм сброса давления не приводится в действие, что предотвращает попадание веществ из сборной камеры в электрическую камеру.

В некоторых вариантах осуществления ослабленная зона расположена напротив механизма сброса давления. Таким образом, при приведении в действие механизма сброса давления выбросы могут непосредственно воздействовать на ослабленную зону, открывая ослабленную зону.

В некоторых вариантах осуществления в изоляционном компоненте предусмотрено сквозное отверстие, и сквозное отверстие выполнено таким образом, что выбросы могут попадать в сборную камеру через сквозное отверстие при приведении в действие механизма сброса давления.

В некоторых вариантах осуществления сквозное отверстие расположено напротив механизма сброса давления.

Во втором аспекте предложена батарея, содержащая: множество батарейных элементов, причем на первой стенке батарейного элемента расположен механизм сброса давления, и при этом механизм сброса давления выполнен с возможностью приведения в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигает порогового значения, для сброса внутреннего давления; и ящик согласно любому варианту осуществления в первом аспекте, при этом множество батарейных элементов размещено в ящике.

В третьем аспекте предложено энергопотребляющее устройство, содержащее: батарею согласно второму аспекту, при этом батарея выполнена с возможностью подачи электрической энергии на энергопотребляющее устройство.

В четвертом аспекте предложен способ изготовления батареи, включающий: обеспечение множества батарейных элементов, причем на первой стенке батарейного элемента расположен механизм сброса давления, и при этом механизм сброса давления выполнен с возможностью приведения в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигает порогового значения, для сброса внутреннего давления; обеспечение ящика, причем ящик содержит электрическую камеру, сборную камеру и первый терморегулирующий компонент; и размещение множества батарейных элементов в электрической камере; где сборная камера выполнена с возможностью сбора выбросов из батарейного элемента при приведении в действие механизма сброса давления; и при этом первый терморегулирующий компонент выполнен с возможностью вмещения текучей среды для регулирования температуры батарейного элемента, первый терморегулирующий компонент прикреплен ко второй стенке батарейного элемента, и вторая стенка отличается от первой стенки.

В пятом аспекте предложено устройство для изготовления батареи, содержащее: модуль обеспечения, выполненный с возможностью: обеспечения множества батарейных элементов, причем на первой стенке батарейного элемента расположен механизм сброса давления, и при этом механизм сброса давления выполнен с возможностью приведения в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигает порогового значения, для сброса внутреннего давления; и обеспечения ящика, причем ящик содержит электрическую камеру, сборную камеру и первый терморегулирующий компонент; и модуль установки, выполненный с возможностью размещения множества батарейных элементов в электрической камере, где сборная камера выполнена с возможностью сбора выбросов из батарейного элемента при приведении в действие механизма сброса давления; и первый терморегулирующий компонент выполнен с возможностью вмещения текучей среды для регулирования температуры батарейного элемента, первый терморегулирующий компонент прикреплен ко второй стенке батарейного элемента, и вторая стенка отличается от первой стенки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

С целью более четкой иллюстрации технических решений в вариантах осуществления настоящей заявки ниже будет приведено краткое описание прилагаемых графических материалов, требуемых в вариантах осуществления настоящей заявки. Очевидно, прилагаемые графические материалы, описанные ниже, представляют собой только некоторые варианты осуществления настоящей заявки, и другие графические материалы могут быть получены на основе этих прилагаемых графических материалов средними специалистами в данной области техники без творческих усилий.

На фиг. 1 представлено схематическое структурное изображение транспортного средства, раскрытого в варианте осуществления настоящей заявки;

на фиг. 2 представлено схематическое структурное изображение батареи, раскрытой в варианте осуществления настоящей заявки;

на фиг. 3 представлено схематическое структурное изображение батарейного модуля, раскрытого в варианте осуществления настоящей заявки;

на фиг. 4 представлен покомпонентный вид батарейного элемента, раскрытого в варианте осуществления настоящей заявки;

на фиг. 5 представлен покомпонентный вид батарейного элемента, раскрытого в варианте осуществления настоящей заявки;

на фиг. 6 представлен схематический вид в разрезе конструкции ящика батареи, раскрытого в варианте осуществления настоящей заявки;

на фиг. 7 представлено увеличенное схематическое изображение части А ящика, показанной на фиг. 6;

на фиг. 8-13 представлены схематические виды в разрезе конструкций ящиков батарей, раскрытых в других вариантах осуществления настоящей заявки;

на фиг. 14 представлено схематическое структурное изображение батареи, раскрытой в варианте осуществления настоящей заявки;

на фиг. 15 представлена блок-схема способа изготовления батареи, раскрытого в варианте осуществления настоящей заявки; и

на фиг. 16 представлена структурная схема устройства для изготовления батареи, раскрытого в варианте осуществления настоящей заявки.

На прилагаемых графических материалах прилагаемые графические материалы выполнены не в реальном масштабе.

Описание вариантов осуществления

Способы реализации настоящей заявки будут подробно описаны ниже со ссылкой на графические материалы и варианты осуществления. Подробное описание следующих вариантов осуществления и прилагаемые графические материалы используются для иллюстративной демонстрации принципов настоящей заявки, но не могут использоваться для ограничения объема настоящей заявки, то есть настоящая заявка не ограничивается описанными вариантами осуществления.

При описании настоящей заявки следует отметить, что, если не указано иное, под «множеством» понимается два или более; и ориентации или позиционные отношения, обозначенные такими терминами, как «вверх», «вниз», «влево», «вправо», «внутри» и «снаружи», предназначены только для удобства описания настоящей заявки и для упрощения описания, а не для указания или подразумевания того, что указанное устройство или элемент должны иметь определенную ориентацию и должны быть сконструированы и работать в определенной ориентации, что, таким образом, не следует понимать как ограничение настоящей заявки. Кроме того, такие термины, как «первый», «второй» и «третий», предназначены только для целей описания и не должны пониматься как указание или следствие относительной важности. «Вертикальный» не является строго вертикальным, но находится в пределах допустимого диапазона погрешности. «Параллельный» не является строго параллельным, но находится в пределах допустимого диапазона погрешности.

Термины, представляющие ориентации в последующем описании, представляют собой все направления, показанные на графических материалах, и не ограничивают конкретную конструкцию по настоящей заявке. Следует дополнительно отметить, что в описании настоящей заявки, если явно не указано и не определено иное, термины «установка», «взаимосвязь», «соединение» и «прикрепление» следует понимать в широком смысле; например, они могут представлять либо фиксированное соединение, либо разъемное соединение, либо интегрированное соединение; и они могут представлять либо прямое соединение, либо опосредованное соединение через промежуточную среду. Специалисты в данной области техники могут понимать конкретные значения вышеуказанных слов в настоящей заявке согласно конкретным ситуациям.

В настоящей заявке термин «и/или» является только отношением ассоциации, описывающим связанные объекты, что означает возможное наличие трех отношений. Например, A и/или B могут представлять три ситуации: Существует только А, существуют и А, и В, и существует только В. Кроме того, символ «/» в настоящей заявке обычно указывает, что связанные объекты до и после символа находятся в отношении «или».

В настоящей заявке «множество» означает два или более (включая два). Подобным образом «множество групп» означает две группы или более (включая две группы), и «множество листов» означает два листа или более (включая два листа).

В настоящей заявке батарейный элемент может содержать литий-ионную вторичную батарею, литий-ионную первичную батарею, литий-серную батарею, натрий/литий-ионную батарею, натрий-ионную батарею или магний-ионную батарею и т. д., что не ограничено в вариантах осуществления настоящей заявки. Батарейный элемент может иметь цилиндрическую, плоскую, кубовидную или другую форму, которая также не ограничена в вариантах осуществления настоящей заявки. Батарейный элемент обычно делится на три типа согласно способу упаковки: цилиндрический батарейный элемент, призматический батарейный элемент и пакетный батарейный элемент, что также не ограничивается в вариантах осуществления настоящей заявки.

Батарея, указанная в вариантах осуществления настоящей заявки, относится к одному физическому модулю, содержащему один или несколько батарейных элементов для обеспечения более высоких напряжения и емкости. Например, батарея, указанная в настоящей заявке, может содержать батарейный модуль, батарейный блок и т. п. Батарея обычно содержит ящик для упаковки одного или более батарейных элементов. Ящик может предотвращать негативное воздействие жидкости или иных посторонних веществ на зарядку или разрядку батарейного элемента.

Батарейный элемент содержит электродный узел и раствор электролита, и электродный узел состоит из положительного листового электрода, отрицательного листового электрода и разделителя. Работа батарейного элемента в целом основана на перемещении ионов металла между положительным листовым электродом и отрицательным листовым электродом. Положительный листовой электрод содержит токоприемник положительного электрода и слой активного материала положительного электрода. Слой активного материала положительного электрода нанесен на поверхность токоприемника положительного электрода; токоприемник, не покрытый слоем активного материала положительного электрода, выступает из токоприемника, покрытого слоем активного материала положительного электрода, и токоприемник, не покрытый слоем активного материала положительного электрода, используется как положительный электродный контакт. В примере литий-ионной батареи материалом токоприемника положительного электрода может быть алюминий, и активным материалом положительного электрода могут быть оксиды лития-кобальта, фосфат лития-железа, тройной литий, манганат лития и т. п. Отрицательный листовой электрод содержит токоприемник отрицательного электрода и слой активного материала отрицательного электрода. Слой активного материала отрицательного электрода нанесен на поверхность токоприемника отрицательного электрода, токоприемник, не покрытый слоем активного материала отрицательного электрода, выступает из токоприемника, покрытого слоем активного материала отрицательного электрода, и токоприемник, не покрытый слоем активного материала отрицательного электрода, используется как отрицательный электродный контакт. Материалом токоприемника отрицательного электрода может быть медь, и активным материалом отрицательного электрода может быть углерод, кремний и т. п. Чтобы предотвратить оплавление при прохождении тока большой силы, имеется множество положительных электродных контактов, собранных вместе, и имеется множество отрицательных электродных контактов, собранных вместе. Материалом разделителя может быть PP, PE и т.п. Кроме того, электродный узел может иметь обмоточную или ламинированную конструкцию, и варианты осуществления настоящей заявки этим не ограничиваются.

С развитием технологии батарей необходимо одновременно учитывать факторы проектирования в нескольких аспектах, таких как удельная энергия, предельное количество циклов, разрядная емкость, время до полной зарядки или разрядки и другие параметры эксплуатационных характеристик. Кроме того, следует также учитывать безопасность батареи.

Для батарейного элемента основная угроза безопасности исходит от процессов зарядки и разрядки, а также требуется конструкция, подходящая для температуры окружающей среды. Для эффективного предотвращения ненужных потерь обычно принимаются по меньшей мере тройные меры защиты для батарейного элемента. В частности, меры защиты включают по меньшей мере переключающий элемент, надлежащим образом выбранный материал для разделителя и механизм сброса давления. Переключающий элемент относится к элементу, который может остановить зарядку или разрядку батареи, когда температура или сопротивление в батарейном элементе достигает определенного порогового значения. Разделитель выполнен с возможностью отделения положительного листового электрода от отрицательного листового электрода, а прикрепленные к нему микропоры микронного масштаба (или даже наномасштаба) могут автоматически расплавляться при повышении температуры до определенного значения, вследствие чего ионы металлов не могут пройти через разделитель, и внутренняя реакция батарейного элемента прекращается.

Механизм сброса давления относится к элементу или компоненту, который приводится в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигает заданного порогового значения, для сброса внутреннего давления или температуры. Проектирование порогового значения отличается в зависимости от различных требований к конструкции. Пороговое значение может зависеть от материала одного или более из положительного листового электрода, отрицательного листового электрода, раствора электролита и разделителя в батарейном элементе. Механизм сброса давления может быть выполнен в виде противовзрывного клапана, пневмоклапана, клапана сброса давления, предохранительного клапана и т.п. и, в частности, может содержать реагирующий на давление или реагирующий на температуру элемент или конструкцию. То есть, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигает предопределенного порогового значения, механизм сброса давления выполняет действие, или ослабленная конструкция, предусмотренная в механизме сброса давления, повреждается для образования проема или канала для сброса внутреннего давления или температуры.

«Приведение в действие», упомянутое в настоящей заявке, означает, что механизм сброса давления действует или активируется в определенное состояние, вследствие чего внутреннее давление и температура батарейного элемента могут быть сброшены. Действие, выполняемое механизмом сброса давления, может без ограничения включать: разрушение, разламывание, разрывание, открывание и т.д. по меньшей мере части механизма сброса давления. Когда механизм сброса давления приводится в действие, вещества с высокой температурой и высоким давлением внутри батарейного элемента выпускаются наружу из активированного положения в виде выбросов. Таким образом, давление и температура батарейного элемента могут быть сброшены до контролируемого давления или температуры, тем самым предотвращаются потенциально более серьезные аварийные ситуации.

Выбросы из батарейного элемента, указанные в настоящей заявке, без ограничения включают: раствор электролита, растворенные или расколотые положительный и отрицательный листовые электроды, фрагменты разделителя, газ с высокой температурой и под высоким давлением, выработанный посредством реакции, пламя и т. п.

Механизм сброса давления на батарейном элементе оказывает большое воздействие на безопасность батареи. Например, при коротком замыкании, перезарядке и других явлениях это может привести к тепловому разгону внутри батарейного элемента, который приводит к резкому повышению давления или температуры. В этом случае внутреннее давление и температура могут быть снижены путем отведения наружу посредством приведения в действие механизма сброса давления, чтобы предотвратить взрыв и возгорание батарейного элемента.

В настоящее время в решении по сборке батареи терморегулирующий компонент обычно прикрепляется к стенке батарейного элемента, на которой предусмотрен механизм сброса давления. Таким образом при нормальной работе батарейного элемента, терморегулирующий компонент может регулировать температуру батарейного элемента. Однако, поскольку механизм сброса давления обычно расположен на стенке батарейного элемента, которая имеет небольшую площадь, результат регулирования температуры батарейного элемента незначителен при нормальной работе батарейного элемента. Кроме того, при возникновении теплового разгона в батарейном элементе, например, при приведении в действие механизма сброса давления батарейного элемента, мощность и разрушительная сила выбросов из батарейного элемента, которые выпускаются через механизм сброса давления, могут быть очень велики, чего может быть даже достаточно, чтобы прорвать терморегулирующий компонент в этом направлении и вызвать проблемы с безопасностью.

Ввиду этого в настоящей заявке предложено техническое решение. Терморегулирующий компонент прикреплен к стенке батарейного элемента, на которой не предусмотрен механизм сброса давления. Таким образом, поскольку площадь контакта между терморегулирующим компонентом и батарейным элементом относительно велика, результат регулирования температуры батарейного элемента относительно значителен при нормальной работе батарейного элемента. Кроме того, поскольку стенка, к которой прикреплен терморегулирующий компонент, не является стенкой батарейного элемента, на которой предусмотрен механизм сброса давления, то в результате, когда в батарейном элементе происходит тепловой разгон, выбросы из батарейного элемента, которые выпускаются через механизм сброса давления, выпускаются в направлении от терморегулирующего компонента. Таким образом, выбросы не прорываются через терморегулирующий компонент, что повышает безопасность батареи.

Терморегулирующий компонент выполнен с возможностью вмещения текучей среды для регулирования температуры множества батарейных элементов. В этом случае текучая среда может представлять собой жидкость или газ, и регулирование температуры означает нагревание или охлаждение множества батарейных элементов. В случае охлаждения или понижения температуры батарейных элементов, терморегулирующий компонент выполнен с возможностью вмещения охлаждающей текучей среды для понижения температуры множества батарейных элементов. В этом случае терморегулирующий компонент также может называться охлаждающим компонентом, системой охлаждения, охлаждающей пластиной и т.п. Текучая среда, находящаяся в нем, также может называться охлаждающей средой или охлаждающей текучей средой, а более конкретно, может называться охлаждающей жидкостью или охлаждающим газом. Кроме того, терморегулирующий компонент также может быть выполнен с возможностью нагрева для повышения температуры множества батарейных элементов, что не ограничено в вариантах осуществления настоящей заявки. Необязательно текучая среда может течь циркулирующим образом для достижения лучшего результата регулирования температуры. Необязательно текучая среда может представлять собой воду, смесь воды и этиленгликоля, воздух и т.п.

Все технические решения, описанные в вариантах осуществления настоящей заявки, применимы в различных устройствах, использующих батареи, таких как мобильные телефоны, портативные приспособления, ноутбуки, электромобили, электрические игрушки, электрические инструменты, электрические транспортные средства, корабли и космические летательные аппараты. Например, космические летательные аппараты включают самолеты, ракеты, космические челноки, космические корабли и т.п.

Следует понимать, что технические решения, описанные в вариантах осуществления настоящей заявки, применимы не только к вышеописанным приспособлениям, но также применимы ко всем приспособлениям, в которых используются батареи. Однако для краткости описания все следующие варианты осуществления описаны на примере электрического транспортного средства.

Например, как показано на фиг. 1, на фиг. 1 представлено схематическое структурное изображение транспортного средства 1, раскрытого в варианте осуществления настоящей заявки. Транспортное средство 1 может быть работающим на топливе транспортным средством, работающим на газе транспортным средством или работающим на новом источнике энергии транспортным средством, и работающее на новом источнике энергии транспортное средство может быть работающим от батареи электрическим транспортным средством, гибридным транспортным средством, транспортным средством с увеличенным радиусом действия и т.п. Двигатель 40, контроллер 30 и батарея 10 могут быть расположены во внутренней части транспортного средства 1, и контроллер 30 выполнен с возможностью управления батареей 10 для подачи питания на двигатель 40. Например, батарея 10 может быть расположена в нижней части, передней части или задней части транспортного средства 1. Батарея 10 может быть выполнена с возможностью подачи питания на транспортное средство 1. Например, батарея 10 может использоваться в качестве рабочего источника питания транспортного средства 1 для электрической системы транспортного средства 1, например, для подачи требуемой рабочей энергии транспортному средству 1 во время запуска, навигации и эксплуатации. В другом варианте осуществления настоящего изобретения батарея 10 может использоваться не только в качестве рабочего источника питания транспортного средства 1, но также в качестве источника энергии привода транспортного средства 1, заменяя или частично заменяя топливо или природный газ для обеспечения энергии привода для транспортного средства 1.

Для удовлетворения различных потребностей в энергопотреблении батарея может содержать множество батарейных элементов, при этом множество батарейных элементов могут образовывать последовательное соединение, параллельное соединение или последовательно-параллельное соединение. Последовательно-параллельное соединение относится к комбинации последовательного соединения и параллельного соединения. Батарея также может называться батарейным блоком. Необязательно множество батарейных элементов могут быть сначала соединены последовательно, параллельно или последовательно и параллельно для образования батарейного модуля, и затем множество батарейных модулей соединены последовательно, параллельно или последовательно и параллельно для образования батареи. То есть, множество батарейных элементов может непосредственно составлять батарею или может сначала составлять батарейный модуль, и затем батарейные модули составляют батарею.

Например, как показано на фиг. 2, на фиг. 2 представлено схематическое структурное изображение батареи 10, раскрытой в варианте осуществления настоящей заявки. Батарея 10 может содержать множество батарейных элементов 20. Батарея 10 может дополнительно содержать ящик (который также называется оболочкой), внутренняя часть ящика представляет собой полую конструкцию, и в ящике размещено множество батарейных элементов 20. Как показано на фиг. 2, ящик может состоять из двух частей, которые обозначены как первая часть 111 и вторая часть 112 соответственно, и первая часть 111 и вторая часть 112 скреплены вместе. Формы первой части 111 и второй части 112 могут быть определены в соответствии с формой комбинации множества батарейных элементов 20, и каждая из первой части 111 и второй части 112 может иметь проем. Например, каждая из первой части 111 и второй части 112 может представлять собой полый прямоугольный параллелепипед, и каждая из них имеет только одну поверхность в виде поверхности с проемом, проем первой части 111 расположен напротив проема второй части 112, и первая часть 111 и вторая часть 112 скреплены друг с другом, образуя ящик с закрытой камерой. Множество батарейных элементов 20 объединены посредством параллельного соединения, или последовательного соединения, или последовательно-параллельного соединения, а затем помещены в ящик, образованный после скрепления первой части 111 и второй части 112.

Необязательно, батарея 10 может дополнительно содержать другую конструкцию, которая не будет в избытке повторяться в данном документе. Например, батарея 10 может дополнительно содержать компонент в виде шины, и компонент в виде шины выполнен с возможностью реализации электрического соединения между множеством батарейных элементов 20, такого как параллельное соединение, последовательное соединение или последовательно-параллельное соединение. В частности, компонент в виде шины может реализовывать электрическое соединение между батарейными элементами 20 путем соединения электродных выводов батарейных элементов 20. Кроме того, компонент в виде шины может быть прикреплен к электродным выводам батарейных элементов 20 посредством сварки. Электрическая энергия от множества батарейных элементов 20 может быть дополнительно передана через электропроводящий механизм для прохождения через ящик. Необязательно электропроводящий механизм также может относиться к компоненту в виде шины.

В соответствии с различными потребностями в энергии можно задать любое количество батарейных элементов 20. Множество батарейных элементов 20 могут быть соединены последовательно, параллельно или последовательно и параллельно для реализации более высокой емкости или мощности. Поскольку много батарейных элементов 20 могут содержаться в каждой батарее 10, батарейные элементы 20 могут быть расположены группами для удобства установки, и каждая группа батарейных элементов 20 составляет батарейный модуль. Количество батарейных элементов 20, содержащихся в батарейном модуле, не ограничено и может быть задано согласно потребностям. Например, на фиг. 3 показан пример батарейного модуля. Батарея может содержать множество батарейных модулей, и эти батарейные модули могут быть соединены последовательно, параллельно или последовательно и параллельно. Как показано на фиг. 4, на фиг. 4 представлено схематическое структурное изображение батарейного элемента 20 согласно варианту осуществления настоящей заявки. Батарейный элемент 20 содержит один или несколько электродных узлов 22, корпус 211 и покровную пластину 212. Система координат, показанная на фиг. 4, является такой же, как на фиг. 3. Корпус 211 и покровная пластина 212 образуют оболочку или батарейный ящик 21. Стенка корпуса 211 и покровная пластина 212 считаются стенкой батарейного элемента 20. Форма корпуса 211 соответствует форме одного или нескольких электродных узлов 22 после объединения. Например, корпус 211 может представлять собой полый прямоугольный параллелепипед, или куб, или цилиндр, и одна поверхность корпуса 211 имеет проем, вследствие чего один или более электродных узлов 22 могут быть помещены в корпус 211. Например, когда корпус 211 представляет собой полый прямоугольный параллелепипед или куб, одна плоскость корпуса 211 представляет собой поверхность с проемом, т. е. плоскость не имеет стенки, вследствие чего внутренняя и внешняя части корпуса 211 находятся в сообщении друг с другом. Когда корпус 211 может представлять собой полый цилиндр, торцевая поверхность корпуса 211 представляет собой поверхность с проемом, то есть торцевая поверхность не имеет стенки, вследствие чего внутренняя и внешняя части корпуса 211 находятся в сообщении друг с другом. Покровная пластина 212 закрывает проем и соединена с корпусом 211 для образования закрытой полости, в которую помещены электродные узлы 22. Корпус 211 заполнен электролитом, таким как раствор электролита.

Батарейный элемент 20 может дополнительно содержать два электродных вывода 214, и два электродных вывода 214 могут быть расположены на покровной пластине 212. Покровная пластина 212 в общем имеет форму плоской пластины, и два электродных вывода 214 зафиксированы на поверхности плоской пластины, представляющей собой покровную пластину 212. Два электродных вывода 214 представляют собой первый электродный вывод 214a и второй электродный вывод 214b соответственно. Первый электродный вывод 214a и второй электродный вывод 214b имеют противоположные полярности. Например, если первый электродный вывод 214a является положительным электродным выводом, второй электродный вывод 214b является отрицательным электродным выводом. Каждый электродный вывод 214 соответствующим образом оснащен соединительным элементом 23, также называемым токоприемным элементом 23, который находится между покровной пластиной 212 и электродным узлом 22 и выполнен с возможностью электрического соединения электродного узла 22 с электродным выводом 214.

Как изображено на фиг. 4, каждый электродный узел 22 содержит первый электродный контакт 221a и второй электродный контакт 222a. Первый электродный контакт 221a и второй электродный контакт 222a имеют противоположные полярности. Например, когда первый электродный контакт 221a является положительным электродным контактом, второй электродный контакт 222a является отрицательным электродным контактом. Первые электродные контакты 221a одного или более электродных узлов 22 соединены с одним электродным выводом через один соединительный элемент 23, а вторые электродные контакты 222a одного или более электродных узлов 22 соединены с другим электродным выводом через другой соединительный элемент 23. Например, положительный электродный вывод соединен с положительным электродным контактом через один соединительный элемент 23, и отрицательный электродный вывод соединен с отрицательным электродным контактом через другой соединительный элемент 23.

В этом батарейном элементе 20, в соответствии с фактическими потребностями использования, могут быть предусмотрены один или более электродных узлов 22. Как показано на фиг. 4, в батарейном элементе 20 расположены четыре независимых электродных узла 22.

Как показано на фиг. 5, на фиг. 5 представлено схематическое структурное изображение батарейного элемента 20, содержащего механизм 213 сброса давления согласно другому варианту осуществления настоящей заявки.

Корпус 211, покровная пластина 212, электродный узел 22 и соединительный элемент 23, изображенные на фиг. 5, сопоставимы с корпусом 211, покровной пластиной 212, электродным узлом 22 и соединительным элементом 23, изображенными на фиг. 4, и не будут повторно описаны в настоящем документе в целях краткости.

Механизм 213 сброса давления также может быть расположен на стенке батарейного элемента 20, такой как первая стенка 21a, показанная на фиг. 5. Для удобства отображения первая стенка 21a отделена от корпуса 211 на фиг. 5, но это не ограничивает того, что нижняя сторона корпуса 211 имеет проем. Механизм 213 сброса давления выполнен с возможностью приведения в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента 20 достигает порогового значения, для сброса внутреннего давления или температуры.

Механизм 213 сброса давления может быть частью первой стенки 21a или может быть отдельной конструкцией от первой стенки 21a и прикреплен к первой стенке 21a, например, посредством сварки. Когда механизм 213 сброса давления является частью первой стенки 21a, например, механизм 213 сброса давления может быть образован путем обеспечения выемки на первой стенке 21a, толщина первой стенки 21a, соответствующая выемке, меньше, чем другая область механизма 213 сброса давления, отличная от углубления. Выемка представляет собой самое слабое место механизма 213 сброса давления. Когда избыточный газ, генерируемый батарейным элементом 20, вызывает повышение внутреннего давления в корпусе 211, которое достигает порогового значения, или тепло, генерируемое внутренней реакцией батарейного элемента 20, вызывает повышение внутренней температуры батарейного элемента 20, которая достигает порогового значения, механизм 213 сброса давления может растрескиваться в месте выемки, в результате чего образуется связь между внутренней и внешней частями корпуса 211. Давление и температура газа снижаются путем отведения наружу через трещину в механизме 213 сброса давления с предотвращением тем самым взрыва батарейного элемента 20.

Необязательно в варианте осуществления настоящей заявки, как показано на фиг. 5, в случае, когда механизм 213 сброса давления расположен на первой стенке 21a батарейного элемента 20, третья стенка батарейного элемента 20 оснащена электродными выводами 214, и третья стенка отличается от первой стенки 21a.

Необязательно третья стенка расположена напротив первой стенки 21a. Например, первая стенка 21a может быть нижней стенкой батарейного элемента 20, и третья стенка может быть верхней стенкой батарейного элемента 20, то есть покровной пластиной 212.

Необязательно, как показано на фиг. 5, батарейный элемент 20 может дополнительно содержать опорную пластину 24. Опорная пластина 24 расположена между электродным узлом 22 и нижней стенкой корпуса 211, может выступать в качестве поддержки электродного узла 22, а также может эффективно предотвращать взаимодействие электродного узла 22 с закругленными углами периферии нижней стенки корпуса 211. Кроме того, на опорной пластине 24 могут быть расположены одно или более сквозных отверстий. Например, может быть расположено множество сквозных отверстий, расположенных равномерно, или когда механизм 213 сброса давления расположен на нижней стенке корпуса 211, сквозное отверстие расположено в положении, соответствующем механизму 213 сброса давления, таким образом, чтобы направлять жидкость и газ. В частности, это может привести к тому, что пространства верхней поверхности и нижней поверхности опорной пластины 24 будут находиться в сообщении, и газ, генерируемый в батарейном элементе 20, и раствор электролита смогут свободно проходить через опорную пластину 24.

Механизм 213 сброса давления и электродные выводы 214 расположены на разных стенках батарейного элемента 20, вследствие чего, когда механизм 213 сброса давления приводится в действие, выбросы из батарейного элемента 20 могут быть больше отдалены от электродных выводов 214, тем самым уменьшая воздействие выбросов на электродные выводы 214 и компонент в виде шины, и, следовательно, безопасность батареи может быть повышена.

Кроме того, когда электродные выводы 214 расположены на покровной пластине 212 батарейного элемента 20, механизм 213 сброса давления расположен на нижней стенке батарейного элемента 20, вследствие чего, когда механизм 213 сброса давления приводится в действие, выбросы из батарейного элемента 20 выпускаются в нижнюю часть батареи 10. Нижняя часть батареи 10 обычно находится в стороне от пользователя, что снижает вред для пользователя.

Механизм 213 сброса давления может иметь различные возможные конструкции сброса давления, которые не ограничены в вариантах осуществления настоящей заявки. Например, механизм 213 сброса давления может представлять собой чувствительный к температуре механизм сброса давления, чувствительный к температуре механизм сброса давления выполнен с возможностью расплавления, когда внутренняя температура батарейного элемента 20, оснащенного механизмом 213 сброса давления, достигает порогового значения; и/или механизм 213 сброса давления может представлять собой чувствительный к давлению механизм сброса давления, и чувствительный к давлению механизм сброса давления выполнен с возможностью растрескивания, когда внутреннее давление газа батарейного элемента 20, оснащенного механизмом 213 сброса давления, достигает порогового значения.

На фиг. 6-14 представлены схематические изображения ящиков 11 батарей, раскрытых в вариантах осуществления настоящей заявки. На фиг. 7 представлено увеличенное схематическое изображение части А ящика 11, показанной на фиг. 6.

Например, как показано на фиг. 6-14, ящик 11 содержит электрическую камеру 11а, сборную камеру 11b и первый терморегулирующий компонент 12a. Электрическая камера 11а выполнена с возможностью размещения батарейного элемента 20, механизм 213 сброса давления расположен на первой стенке 21a батарейного элемента 20, и механизм 213 сброса давления выполнен с возможностью приведения в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента 20 достигает порогового значения, для сброса внутреннего давления. Сборная камера 11b выполнена с возможностью сбора выбросов из батарейного элемента 20 при приведении в действие механизма 213 сброса давления. Первый терморегулирующий компонент 12a выполнен с возможностью вмещения текучей среды для регулирования температуры батарейного элемента 20, первый терморегулирующий компонент 12a прикреплен ко второй стенке 21b батарейного элемента 20, и вторая стенка 21b отличается от первой стенки 21a.

Количество батарейных элементов 20, размещенных в электрической камере 11а, не ограничено в вариантах осуществления настоящей заявки. Следует отметить, что фиг. 6, фиг. 10 и фиг. 13 описаны на примере того, что количество батарейных элементов 20 равно двум, а фиг. 8, фиг. 9, фиг. 11 и фиг. 12 описаны на примере того, что количество батарейных элементов 20 равно одному, что не должно налагать ограничения на настоящую заявку.

Электрическая камера 111а может быть герметичной или негерметичной, что не ограничено в вариантах осуществления настоящей заявки.

Электрическая камера 11а обеспечивает место для установки батарейных элементов 20. В некоторых вариантах осуществления в электрической камере 11а может быть дополнительно расположена конструкция, выполненная с возможностью крепления батарейного элемента 20. Форма электрической камеры 11а может быть определена в соответствии с размещенным в ней батарейным элементом 20.

В некоторых вариантах электрическая камера 11а может представлять собой куб с шестью стенками. Поскольку батарейные элементы 20 в электрической камере 11а электрически соединены для формирования более высокого выходного напряжения, электрическая камера также может называться «высоковольтной камерой».

Сборная камера 11b выполнена с возможностью сбора выбросов и может быть герметичной или негерметичной, что не ограничено в вариантах осуществления настоящей заявки.

В некоторых вариантах осуществления сборная камера 11b может содержать воздух или другой газ. В сборной камере нет электрического соединения с выходным напряжением. Аналогично «высоковольтной камере», сборная камера 11b также может называться «низковольтной камерой».

Необязательно или дополнительно сборная камера 11b может также содержать жидкость, такую как охлаждающая среда, или быть оснащена компонентом для вмещения жидкости для дополнительного снижения температуры выбросов, поступающих в сборную камеру 11b. Кроме того, необязательно газ или жидкость в сборной камере 11b течет циркулирующим образом.

Количество вторых стенок 21b в вариантах осуществления настоящей заявки не ограничено.

Например, если батарейный элемент 20 имеет прямоугольную форму, например, как показано на фиг. 6, фиг. 10 и фиг. 13, вторая стенка 21b включает стенку, смежную с внутренней стенкой ящика 11. В другом примере вторая стенка 21b включает стенку, смежную с внутренней стенкой ящика 11, и смежные стенки между двумя батарейными элементами 20. В другом примере вторая стенка 21b включает стенки батарейного элемента 20, отличные от первой стенки 21a.

Необязательно в некоторых вариантах осуществления, чтобы увеличить площадь контакта между первым терморегулирующим компонентом 12a и батарейным элементом 20, чтобы заставить первый терморегулирующий компонент 12a оказывать более значительное влияние на регулирование температуры батарейного элемента 20, вторая стенка 21b может представлять собой стенку, имеющую наибольшую площадь среди всех стенок батарейного элемента 20, кроме первой стенки 21a; или первая стенка 21a может представлять собой стенку, имеющую наименьшую площадь среди всех стенок батарейного элемента 20, то есть это эквивалентно тому, что вторая стенка 21b не является стенкой батарейного элемента 20, имеющей наименьшую площадь.

В случае снижения температуры батарейного элемента 20 первый терморегулирующий компонент 12a может содержать охлаждающую среду для регулирования температуры батарейного элемента 20. В этом случае первый терморегулирующий компонент 12a также может называться охлаждающим компонентом, системой охлаждения, охлаждающей пластиной и т.п.

Кроме того, необязательно первый терморегулирующий компонент 12a также может быть выполнен с возможностью нагрева, что не ограничено в вариантах осуществления настоящей заявки.

Необязательно текучая среда, размещенная в первом терморегулирующем компоненте 12a, может течь циркулирующим образом для достижения лучшего результата регулирования температуры.

Способ соединения первого терморегулирующего компонента 12a с батарейным элементом 20 не ограничен в вариантах осуществления настоящей заявки. Например, первый терморегулирующий компонент 12a может быть неподвижно соединен с батарейным элементом 20 посредством клея.

В варианте осуществления настоящей заявки первый терморегулирующий компонент 12a прикреплен ко второй стенке 21b батарейного элемента 20, в которой не предусмотрен механизм 213 сброса давления. Таким образом, поскольку площадь контакта между первым терморегулирующим компонентом 12a и батарейным элементом 20 относительно велика, результат регулирования температуры батарейного элемента 20 относительно значителен при нормальной работе батарейного элемента 20.

Кроме того, поскольку вторая стенка 21b, к которой прикреплен первый терморегулирующий компонент 12a, не является первой стенкой 21a батарейного элемента 20, на которой предусмотрен механизм 213 сброса давления, то в результате, когда в батарейном элементе 20 происходит тепловой разгон, выбросы из батарейного элемента 20, которые выпускаются через механизм 213 сброса давления, выпускаются в направлении от первого терморегулирующего компонента 12a. Следовательно, выбросы не прорываются через первый терморегулирующий компонент 12a, что повышает безопасность батареи.

Необязательно в некоторых вариантах осуществления на третьей стенке 21c батарейного элемента 20 расположен электродный вывод 214. Третья стенка 21с отличается от первой стенки 21a, и третья стенка 21с отличается от второй стенки 21b. То есть стенка, на которой расположен механизм 213 сброса давления, стенка, на которой расположен электродный вывод 214, и стенка, к которой прикреплен первый терморегулирующий компонент 12a, являются тремя разными стенками батарейного элемента 20. Таким образом, когда механизм 213 сброса давления приводится в действие, выбросы из батарейного элемента 20, которые выпускаются через механизм 213 сброса давления, выпускаются в направлениях от первого терморегулирующего компонента 12a и электродного вывода 214. Следовательно, выбросы не прорываются через первый терморегулирующий компонент 12a. Между тем, можно уменьшить влияние выбросов на электродный вывод 214, избежать риска воспламенения от высокого напряжения, уменьшить опасность и, таким образом, повысить безопасность батареи.

Количество третьих стенок 21с в вариантах осуществления настоящей заявки не ограничено.

Количество электродных выводов 214, расположенных на третьей стенке 21с, не ограничено в вариантах осуществления настоящей заявки.

В случае, когда количество третьих стенок 21с равно одной, на третьей стенке 21с могут быть расположены два электродных вывода 214, и два электродных вывода 214 имеют противоположные полярности.

Например, как показано на фиг. 8-10, первый электродный вывод 214a и второй электродный вывод 214b расположены на третьей стенке 21с, и первый электродный вывод 214a и второй электродный вывод 214b имеют противоположные полярности. Например, если первый электродный вывод 214a является положительным электродным выводом, второй электродный вывод 214b является отрицательным электродным выводом.

В случае, когда количество третьих стенок 21с равно двум, на каждой третьей стенке 21с расположен один электродный вывод 214, и электродные выводы 214, расположенные на двух третьих стенках 21с, имеют противоположные полярности.

Например, как показано на фиг. 11-12, электродный вывод 214 расположен на третьей стенке 21с с левой стороны, электродный вывод 214 расположен на третьей стенке 21с с правой стороны, и электродный вывод 214 расположен на третьей стенке 21с с левой стороны и электродный вывод 214, расположенный на третьей стенке 21с с правой стороны, имеют противоположные полярности.

Следует отметить, что в случае, когда количество третьих стенок 21с равно двум, взаимное расположение двух третьих стенок 21с не ограничено в вариантах осуществления настоящей заявки. Например, две третьи стенки 21с могут быть расположены смежно друг с другом или, как показано на фиг. 11 и фиг. 12, две третьи стенки 21с могут быть расположены напротив друг друга.

Взаимное расположение первой стенки 21a, второй стенки 21b и третьей стенки 21с не ограничено в вариантах осуществления настоящей заявки.

Например, в некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 6, фиг. 8, фиг. 10 и фиг. 14, третья стенка 21с расположена напротив первой стенки 21a, и вторая стенка 21b соединена с третьей стенкой 21с и первой стенкой 21a, то есть вторая стенка 21b расположена смежно как с первой стенкой 21a, так и с третьей стенкой 21с. Таким образом, когда механизм 213 сброса давления приводится в действие, выбросы из батарейного элемента 20, которые выпускаются через механизм 213 сброса давления, выпускаются в направлении от электродного вывода 214. Таким образом, можно дополнительно уменьшить влияние выбросов на электродный вывод 214, избежать риска воспламенения от высокого напряжения, уменьшить опасность и, таким образом, повысить безопасность батареи.

Кроме того, необязательно в некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 8, батарейный элемент 20 содержит две вторые стенки 21b, расположенные напротив друг друга, и две вторые стенки 21b соответственно соединены с обоими концами третьей стенки 21с и первой стенки 21a.

Например, в некоторых других вариантах осуществления, как показано на фиг. 9, фиг. 11 и фиг. 12, вторая стенка 21b расположена напротив первой стенки 21a, и третья стенка 21с соединена со второй стенкой 21b и первой стенкой 21a.

Кроме того, необязательно в некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 9, батарейный элемент 20 содержит две вторые стенки 21b, одна из вторых стенок 21b расположена напротив третьей стенки 21с, а другая вторая стенка 21b расположена напротив первой стенки 21a.

Необязательно в некоторых вариантах осуществления, чтобы облегчить обработку терморегулирующего компонента, два первых терморегулирующего компонента 12a, расположенные на двух вторых стенках 21b, могут быть сформованы как единое целое. Разумеется, два первых терморегулирующих компонента 12a могут быть сформованы отдельно, что не ограничено в вариантах осуществления настоящей заявки.

Необязательно в случае, когда два первых терморегулирующих компонента 12a сформованы как единое целое, текучие среды, размещенные в двух первых терморегулирующих компонентах 12a, могут находиться в сообщении друг с другом.

Необязательно в некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 6-14, в первой области 21c-1 третьей стенки 21c предусмотрен электродный вывод 214. Кроме того, как показано на фиг. 10 и фиг. 12, ящик 11 дополнительно содержит второй терморегулирующий компонент 12b. Второй терморегулирующий компонент 12b выполнен с возможностью вмещения текучей среды для регулирования температуры батарейного элемента 20, второй терморегулирующий компонент 12b прикреплен ко второй области 21c-2 третьей стенки 21c, и вторая область 21c-2 отличается от первой области 21c-1. То есть второй терморегулирующий элемент 12b расположен в области третьей стенки 21c, где не расположен электродный вывод 214. Таким образом, площадь контакта между терморегулирующими компонентами и батарейным элементом 20 дополнительно увеличивается, и результат регулирования температуры батарейного элемента 20 относительно значителен при нормальной работе батарейного элемента 20. Кроме того, поскольку третья стенка 21с, к которой прикреплен второй терморегулирующий компонент 12b, не является первой стенкой 21a батарейного элемента 20, на которой предусмотрен механизм 213 сброса давления, то в результате, когда в батарейном элементе 20 происходит тепловой разгон, выбросы из батарейного элемента 20, которые выводятся через механизм 213 сброса давления, выпускаются в направлениях от второго терморегулирующего компонента 12b и электродного вывода 214. Следовательно, выбросы не прорываются через второй терморегулирующий компонент 12b. Между тем, можно уменьшить влияние выбросов на электродный вывод 214, избежать риска воспламенения от высокого напряжения, уменьшить опасность и, таким образом, повысить безопасность батареи.

Необязательно в случае, когда третья стенка 21c является смежной со второй стенкой 21b, для облегчения обработки терморегулирующих компонентов второй терморегулирующий компонент 12b и первый терморегулирующий компонент 12a могут быть сформованы как единое целое. Разумеется, второй терморегулирующий компонент 12b и первый терморегулирующий компонент 12a могут быть сформованы отдельно, что не ограничено в вариантах осуществления настоящей заявки.

Необязательно в случае, когда второй терморегулирующий компонент 12b и первый терморегулирующий компонент 12a сформованы как единое целое, текучая среда, размещенная во втором терморегулирующем компоненте 12b, и текучая среда, размещенная в первом терморегулирующем компоненте 12a, могут находиться в сообщении друг с другом.

Следует отметить, что количество электродных выводов 214 и количество первых областей 21c-1 равны. Как показано на фиг. 6-10, первый электродный вывод 214a и второй электродный вывод 214b расположены на третьей стенке 21c, первый электродный вывод 214a соответствует первой области 21c-1, и второй электродный вывод 214b соответствует первой области 21c-1.

Количество вторых областей 21c-2 в вариантах осуществления настоящей заявки не ограничено.

Необязательно в некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 10, чтобы облегчить крепление второго терморегулирующего компонента 12b к батарейному элементу 20, вторая область 21c-2 оснащена выступающей частью 21c-3, выступающей в направлении от внутренней части батарейного элемента 20, и второй терморегулирующий компонент 12b прикреплен к выступающей части 21c-3.

Необязательно в некоторых вариантах осуществления электродный вывод 214 расположен на второй стенке 21b.

Количество электродных выводов 214, расположенных на второй стенке 21b, не ограничено в вариантах осуществления настоящей заявки.

Например, на второй стенке 21b может быть расположен один электродный вывод 214. В этом случае другой электродный вывод 214 может быть расположен на стенке батарейного элемента 20, отличной от второй стенки 21b, или другой электродный вывод 214 может быть расположен на стенке батарейного элемента 20, отличной от второй стенки 21b и первой стенки 21a.

В другом примере на второй стенке 21b могут быть расположены два электродных вывода 214.

Необязательно в некоторых вариантах осуществления третья область второй стенки 21b может быть оснащена электродным выводом 214. Кроме того, ящик 11 дополнительно содержит второй терморегулирующий компонент 12b, описанный выше. Второй терморегулирующий компонент 12b выполнен с возможностью вмещения текучей среды для регулирования температуры батарейного элемента 20, второй терморегулирующий компонент 12b прикреплен к четвертой области второй стенки 21b, и третья область отличается от четвертой области. То есть, второй терморегулирующий элемент 12b расположен в области второй стенки 21b, где не расположен электродный вывод 214.

Следует отметить, что количество электродных выводов 214 и количество третьих областей равны.

Кроме того, необязательно в некоторых вариантах осуществления четвертая область оснащена выступающей частью, выступающей в направлении от внутренней части батарейного элемента 20, и второй терморегулирующий компонент 12b прикреплен к выступающей части.

Количество четвертых областей не ограничено в вариантах осуществления настоящей заявки.

Необязательно в некоторых вариантах осуществления, например, как показано на фиг. 6-13, ящик 11 дополнительно содержит изоляционный компонент 13, и изоляционный компонент 13 прикреплен к первой стенке 21a.

В некоторых вариантах осуществления, например, как показано на фиг. 6-12, изоляционный компонент 13 может служить нижней стенкой ящика 11, то есть изоляционный компонент 13 выполнен таким образом, чтобы изолировать электрическую камеру 11а от сборной камеры 11b. Таким образом, при приведении в действие механизма 213 сброса давления, выбросы из батарейного элемента 20 попадают в сборную камеру 11b и не попадают в электрическую камеру 11а или попадают в электрическую камеру 11а в небольшом количестве, вследствие чего электрическое соединение в электрической камере 11а не может быть затронуто. Таким образом, безопасность батареи может быть повышена.

В некоторых других вариантах осуществления, например, как показано на фиг. 13, изоляционный компонент 13 и нижняя стенка 1121 ящика 11 расположены отдельно, то есть одна сторона изоляционного компонента 13 прикреплена к первой стенке 21a, а другая его поверхность прикреплена к нижней стенке 1121 ящика 11. То есть, при размещении изоляционного компонента 13 между первой стенкой 21a батарейного элемента 20 и нижней стенкой 1121 ящика 11 образуется зазор, и этот зазор может обеспечить достаточное пространство для приведения в действие механизма 213 сброса давления.

Необязательно в некоторых вариантах осуществления в изоляционном компоненте 13 предусмотрена ослабленная зона, и ослабленная зона выполнена с возможностью повреждения при приведении в действие механизма 213 сброса давления, так что выбросы проходят через ослабленную зону и попадают в сборную камеру 11b. Таким образом, при приведении в действие механизма 213 сброса давления выбросы могут непосредственно воздействовать на ослабленную зону, открывая ослабленную зону и попадая в сборную камеру 11b.

Необязательно в некоторых вариантах осуществления ослабленная зона расположена напротив механизма 213 сброса давления. Таким образом, при приведении в действие механизма 213 сброса давления, выбросы могут непосредственно воздействовать на ослабленную зону, открывая ослабленную зону.

Так называемая «изоляция» в настоящем документе относится к разделению, которое может относиться к разуплотнению. Например, в некоторых других вариантах осуществления, как показано на фиг. 6-13, в изоляционном компоненте 13 может быть предусмотрено сквозное отверстие 131. Сквозное отверстие 131 выполнено таким образом, что выбросы могут попадать в сборную камеру 11b через сквозное отверстие 131 при приведении в действие механизма 213 сброса давления. В этом случае электрическая камера 11а и сборная камера 11b находятся в сообщении друг с другом через сквозное отверстие 131. Функция изоляционного компонента 13 также состоит в том, чтобы изолировать электрическую камеру 11а от сборной камеры 11b.

Необязательно в некоторых вариантах осуществления сквозное отверстие 131 расположено напротив механизма 213 сброса давления. Таким образом, при приведении в действие механизма 213 сброса давления выбросы могут непосредственно поступать в сборную камеру 11b через сквозное отверстие 131.

Необязательно в некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 6-13, ящик 11 дополнительно содержит защитный элемент 14. Защитный элемент 14 выполнен с возможностью защиты изоляционного компонента 13, и защитный элемент 14 и изоляционный компонент 13 образуют сборную камеру 11b. Сборная камера 11b, образованная защитным элементом 14 и изоляционным компонентом 13, может эффективно собирать и накапливать выбросы и снижать опасность.

Способ соединения изоляционного компонента 13 с батарейным элементом 20 не ограничен в вариантах осуществления настоящей заявки. Например, изоляционный компонент 13 может быть неподвижно соединен с батарейным элементом 20 посредством клея.

На фиг. 14 представлено схематическое структурное изображение батареи, предусмотренной в варианте осуществления настоящей заявки.

Как показано на фиг. 14, батарея 10 содержит множество батарейных элементов 20 и ящик 11, описанный выше. Множество батарейных элементов 20 размещено в ящике 11. Батарейный элемент 20 может представлять собой батарейный элемент 20, описанный на фиг. 6-13.

Для соответствующего описания ящика 11 и батарейного элемента 20 можно сделать ссылку на приведенное выше описание, которое в данном случае не будет повторяться.

Необязательно в некоторых вариантах осуществления батарея 10 дополнительно содержит компонент 15 в виде шины. Компонент 15 в виде шины выполнен с возможностью реализации электрического соединения между множеством батарейных элементов 20.

Необязательно первый терморегулирующий компонент 12a и/или второй терморегулирующий компонент 12b могут быть дополнительно выполнены с возможностью регулирования (в основном, охлаждения) температуры компонента 15 в виде шины.

В варианте осуществления настоящей заявки дополнительно предложено энергопотребляющее устройство, и энергопотребляющее устройство может содержать батарею 10 в упомянутых выше различных вариантах осуществления. Необязательно энергопотребляющее устройство может представлять собой транспортное средство 1, корабль или космический летательный аппарат.

Батарея 10 и энергопотребляющее устройство согласно вариантам осуществления настоящей заявки описаны выше. Способ и устройство для изготовления батареи согласно вариантам осуществления настоящей заявки будут описаны ниже, и для частей, которые не описаны подробно, делается ссылка на упомянутые выше варианты осуществления.

На фиг. 15 показана блок-схема способа 300 изготовления батареи согласно варианту осуществления настоящей заявки. Как показано на фиг. 15, способ 300 может включать:

S310, обеспечение множества батарейных элементов 20, причем на первой стенке 21a батарейного элемента 20 расположен механизм 213 сброса давления, и при этом механизм 213 сброса давления выполнен с возможностью приведения в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента 20 достигает порогового значения, для сброса внутреннего давления;

S320, обеспечение ящика 11, при этом ящик 11 содержит электрическую камеру 11а, сборную камеру 11b и первый терморегулирующий компонент 12a; и

S330, размещение множества батарейных элементов 20 в электрической камере 11а; где сборная камера 11b выполнена с возможностью сбора выбросов из батарейного элемента 20 при приведении в действие механизма 213 сброса давления; и первый терморегулирующий компонент 12a выполнен с возможностью вмещения текучей среды для регулирования температуры батарейного элемента 20, первый терморегулирующий компонент 12a прикреплен ко второй стенке 21b батарейного элемента 20, и вторая стенка 21b отличается от первой стенки 21a.

На фиг. 16 показана структурная схема устройства 400 для изготовления батареи согласно варианту осуществления настоящей заявки. Как показано на фиг. 16, устройство 400 для изготовления батареи может содержать: модуль 410 обеспечения и модуль 420 установки.

Модуль 410 обеспечения выполнен с возможностью: обеспечения множества батарейных элементов 20, причем на первой стенке 21a батарейного элемента 20 расположен механизм 213 сброса давления, и при этом механизм 213 сброса давления выполнен с возможностью приведения в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента 20 достигает порогового значения, для сброса внутреннего давления; и обеспечения ящика 11, причем ящик 11 содержит электрическую камеру 11а, сборную камеру 11b и первый терморегулирующий компонент 12a.

Модуль 420 установки выполнен с возможностью размещения множества батарейных элементов 20 в электрической камере 11а, где сборная камера 11b выполнена с возможностью сбора выбросов из батарейного элемента 20 при приведении в действие механизма 213 сброса давления; и первый терморегулирующий компонент 12a выполнен с возможностью вмещения текучей среды для регулирования температуры батарейного элемента 20, первый терморегулирующий компонент 12a прикреплен ко второй стенке 21b батарейного элемента 20, и вторая стенка 21b отличается от первой стенки 21a.

Хотя настоящая заявка была описана со ссылкой на ее предпочтительные варианты осуществления, в нее могут быть внесены различные модификации, не выходящие за рамки объема настоящей заявки, и компоненты в ней могут быть заменены эквивалентами. В частности, при отсутствии конструктивного конфликта различные технические признаки, упомянутые в различных вариантах осуществления, могут комбинироваться любым образом. Настоящая заявка не ограничивается раскрытыми в данном документе конкретными вариантами осуществления и включает в себя все технические решения, подпадающие под объем формулы изобретения.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к ящику батареи, батарее и транспортному средству с такой батареей. Повышение надежности работы аккумуляторной батареи в указанном ящике батареи является техническим результатом, который обеспечивается за счет того, что ящик содержит электрическую камеру, выполненную с возможностью размещения батарейного элемента, причем на первой стенке батарейного элемента расположен механизм сброса давления, и при этом механизм сброса давления выполнен с возможностью приведения в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигает порогового значения, для сброса внутреннего давления, а также сборную камеру, выполненную с возможностью сбора выбросов из батарейного элемента при приведении в действие механизма сброса давления, и первый терморегулирующий компонент, выполненный с возможностью вмещения текучей среды для регулирования температуры батарейного элемента, причем первый терморегулирующий компонент прикреплен ко второй стенке батарейного элемента, на которой не предусмотрен механизм сброса давления, и при этом вторая стенка отличается от первой стенки, при этом электродный вывод расположен на третьей стенке батарейного элемента, которая отличается от первой и второй стенок, или электродный вывод расположен на второй стенке. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Ящик батареи, содержащий:

электрическую камеру, выполненную с возможностью размещения батарейного элемента, причем на первой стенке батарейного элемента расположен механизм сброса давления, и при этом механизм сброса давления выполнен с возможностью приведения в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигает порогового значения, для сброса внутреннего давления;

сборную камеру, выполненную с возможностью сбора выбросов из батарейного элемента при приведении в действие механизма сброса давления; и

первый терморегулирующий компонент, выполненный с возможностью вмещения текучей среды для регулирования температуры батарейного элемента, причем первый терморегулирующий компонент прикреплен ко второй стенке батарейного элемента, на которой не предусмотрен механизм сброса давления, и при этом вторая стенка отличается от первой стенки;

электродный вывод, расположенный на третьей стенке батарейного элемента, которая отличается от первой и второй стенок, или электродный вывод расположен на второй стенке.

2. Ящик по п. 1, отличающийся тем, что в первой области третьей стенки предусмотрен электродный вывод; и

ящик дополнительно содержит: второй терморегулирующий компонент, выполненный с возможностью вмещения текучей среды для регулирования температуры батарейного элемента, причем второй терморегулирующий компонент прикреплен ко второй области третьей стенки, и при этом вторая область отличается от первой области.

3. Ящик по п. 2, отличающийся тем, что во второй области предусмотрена выступающая часть, выступающая в направлении от внутренней части батарейного элемента, и к выступающей части прикреплен второй терморегулирующий компонент.

4. Ящик по п. 1, отличающийся тем, что третья стенка расположена напротив первой стенки, и вторая стенка соединена с третьей стенкой и первой стенкой; или

вторая стенка расположена напротив первой стенки, и третья стенка соединена со второй стенкой и первой стенкой.

5. Ящик по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что ящик содержит:

изоляционный компонент, выполненный с возможностью изолирования электрической камеры от сборной камеры, при этом изоляционный компонент прикреплен к первой стенке.

6. Ящик по п. 5, отличающийся тем, что в изоляционном компоненте предусмотрена ослабленная зона, причем ослабленная зона выполнена с возможностью повреждения при приведении в действие механизма сброса давления, так что выбросы проходят через ослабленную зону и попадают в сборную камеру.

7. Ящик по п. 6, отличающийся тем, что ослабленная зона расположена напротив механизма сброса давления.

8. Ящик по п. 5, отличающийся тем, что в изоляционном компоненте предусмотрено сквозное отверстие, причем сквозное отверстие выполнено таким образом, что выбросы могут попадать в сборную камеру через сквозное отверстие при приведении в действие механизма сброса давления.

9. Ящик по п. 8, отличающийся тем, что сквозное отверстие расположено напротив механизма сброса давления.

10. Батарея, содержащая:

множество батарейных элементов, причем на первой стенке батарейного элемента расположен механизм сброса давления, и при этом механизм сброса давления выполнен с возможностью приведения в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигает порогового значения, для сброса внутреннего давления; и

ящик по любому из пп. 1-4, при этом в ящике размещено множество батарейных элементов.

11. Транспортное средство, содержащее батарею по п. 10, при этом батарея выполнена с возможностью подачи электрической энергии на транспортное средство.