CN107004804B - 电池模块的歧管通风通道 - Google Patents

Abstract

本公开包括一种具有外壳的电池模块，所述外壳包括封盖和电池单元，所述电池单元在所述电池单元的端部上具有电池单元端子和电池单元通风孔。所述电池单元通风孔配置成排出电池单元流出物。所述电池模块包括印刷电路板、通风孔屏障通道和模块通风孔；所述印刷电路板布置于所述电池单元的直接通风方向上；所述通风孔屏障通道沿着电池单元流出物的所述直接通风方向布置于所述电池单元通风孔和所述印刷电路板之间，其中所述通风孔屏障板紧邻于所述印刷电路板，并且配置成阻止所述流出物接触所述印刷电路板并沿着期望通风路径重新引导所述电池单元流出物；所述模块通风孔连通地联接至所述期望通风路径并且配置成引导所述电池单元流出物离开所述电池模块。

Description

电池模块的歧管通风通道

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年7月31日提交的标题为“歧管通风通道(MANIFOLD VENTCHANNEL)”的序列号为62/031,709的美国临时申请的优先权和权益，该申请据此以引用的方式并入。

背景技术

本公开整体涉及电池和电池模块领域。更具体地，本公开涉及一种电池模块的通风通道。

该部分旨在向阅读者介绍本领域的各个方面，这些方面可涉及本公开的各个方面，这些方面在下文进行描述。该讨论据信有助于向阅读者提供背景信息以有利于对本公开的各个方面的更好理解。因此，应当理解，这些陈述以该角度来阅读，而非承认为现有技术。

使用一个或多个电池系统以用于对车辆提供所有或一部分的原动力的车辆可称为xEV，其中术语“xEV”在本文中定义为包括所有下述车辆(其将电功率用于所有或一部分的其车辆原动力)或其任何变型或组合。例如，xEV包括将电功率用于所有原动力的电动车辆(EV)。如本领域的技术人员将理解，也视为xEV的混合动力电动车辆(HEV)将内燃机推进系统和电池供能电动推进系统(诸如48伏特(V)或130V系统)相组合。术语HEV可包括混合动力电动车辆的任何变型。例如，全混合动力系统(FHEV)可利用一个或多个电动机，仅利用内燃机或利用两者将原动力和其它电功率提供至车辆。相比之下，轻度混合动力系统(MHEV)在车辆空转时停用内燃机，利用电池系统来持续对空气调节单元、收音机或其它电子装置供能以及在需要推进时重新启动引擎。轻度混合动力系统还可应用一定程度的功率辅助，例如在加速期间，以增补内燃机。轻度混合动力通常为96V至130V，并且通过皮带或曲轴一体式起动发电机来回收制动能量。另外，微混合动力电动车辆(mHEV)也使用类似于轻度混合动力的“启-停”系统，但是mHEV的微混合动力系统可向内燃机供应或不供应功率辅助并且以低于60V的电压操作。出于当前讨论的目的，应当指出的是，mHEV通常在技术上不将直接提供至曲轴或传动装置的电功率用于车辆的原动力的任何部分，但是mHEV仍可视为xEV，因为其在车辆空转(其中内燃机停用)和通过一体式起动发电机回收制动能量时使用电功率来增补车辆的功率需求。此外，插入式电动车辆(PEV)为任何车辆，该车辆可从外部电源(诸如壁插座)进行充电，并且存储于可充电电池组中的能量驱动或有助于驱动车轮。PEV为EV的子类，包括所有电动或电池电动车辆(BEV)、插入式混合动力电动车辆(PHEV)，以及混合动力电动车辆和传统内燃机车辆的电动车辆改装。

上文所描述的xEV相比于较传统的气体供能车辆可提供多个优点，该较传统气体供能车辆仅使用内燃机和传统电气系统，该传统电气系统通常为由铅酸电池供能的12V系统。例如，相比于传统内燃机车辆，xEV可产生较少不期望排放产物并且可表现出较大燃料效率，并且在一些情况下，此类xEV可完全消除使用汽油，如同某些类型的EV或PEV那样。

随着技术持续发展，存在对此类车辆提供改善功率源的需求，特别是电池模块。例如，电池模块可经受加压气体(例如，流出物)从电化学电池的释放以防止关于电池内的积聚压力的问题(例如，热耗散)。现已认识到，用于从电池模块放出气体的改善技术可为期望的，以避免与电池模块中气体积聚相关联的问题。例如，在某些配置中，放出气体可从模块部件附近的电化学电池进行排除(例如，在电化学电池的过充电期间)，这可受到放出气体的温度和/或组成的不利影响。因此，可期望的是通过保护暴露电池模块部件和/或通过重新引导气体流离开电池模块来减轻此类不利影响。

发明内容

本文所公开的某些实施例的概述在下文解释。应当理解，提出这些方面仅用于向阅读者提供这些特定实施例的简要概述并且这些方面不旨在限制本公开的范围。实际上，本公开可涵盖下文可能未解释的各个方面。

本公开涉及一种具有外壳的电池模块，该外壳包括设置于外壳中的封盖和电池单元。电池单元包括该电池单元的端部上的电池单元端子和电池单元通风孔，并且电池单元通风孔配置成将电池单元流出物排出至外壳中。电池模块包括印刷电路板、通风孔屏障通道和模块通风孔；其中印刷电路板布置于电池单元流出物的直接通风方向上；该通风孔屏障通道沿着电池单元流出物的直接通风方向布置于电池单元通风孔和印刷电路板之间，其中通风孔屏障通道紧邻于印刷电路板，并且配置成阻止电池单元流出物接触印刷电路板并沿着期望通风路径重新引导电池单元流出物；该模块通风孔连通地联接至期望通风路径并且配置成引导电池单元流出物离开电池模块。

本公开还涉及一种电池模块，该电池模块包括外壳和设置于该外壳中的棱柱形锂离子电池单元叠堆。棱柱形锂离子电池单元叠堆的每个电池单元包括电池单元端子和电池单元通风孔，并且棱柱形锂离子电池单元叠堆的每个电池单元的电池单元通风孔配置成在直接通风方向上排出电池单元流出物。电池模块还包括印刷电路板和通风孔屏障通道；该印刷电路板设置于外壳中，其中印刷电路板沿着棱柱形锂离子电池单元叠堆的直接通风方向被布置；通风孔屏障通道固定联接至印刷电路板的表面，其中通风孔屏障通道布置于棱柱形锂离子电池单元叠堆的所有电池单元的相应电池单元通风孔和印刷电路板之间，使得通风孔屏障通道配置成阻止电池单元流出物接触印刷电路板和重新引导电池单元流出物朝向通风孔，该通风孔连通地联接至通风孔屏障通道并且配置成引导电池单元流出物离开电池模块。

本公开还涉及一种电池模块，该电池模块包括布置于电池单元叠堆和印刷电路板之间的通风孔屏障通道，其中电池单元叠堆的每个电池单元包括电池单元通风孔和电池单元端子，电池单元叠堆的每个电池单元的电池单元通风孔配置成将电池单元流出物排出至电池模块的外壳中，并且通风孔屏障通道配置成阻止电池单元流出物接触印刷电路板和重新引导电池单元流出物朝向期望通风路径。

附图说明

本公开的各个方面在阅读下述具体实施方式时和在参考附图时可更好地理解，其中：

图1为具有根据这些实施例配置成对车辆的各种部件提供功率的电池系统的车辆的透视图；

图2为图1的车辆和电池系统的实施例的剖面示意图；

图3为根据本公开的一个方面的具有通风孔屏障通道的电池模块的分解透视图；

图4示出了根据本公开的一个方面的图3的电池模块的单个电池单元的实施例；

图5示出了根据本公开的一个方面的图3的通风孔屏障通道的透视图；

图6示出了设置于图3的电池模块的电池单元之上的图3的通风孔屏障通道的端视图；

图7示出了根据本公开的一个方面的设置于印刷电路板(PCB)组件的底部表面上的图3和图5的通风孔屏障通道的透视图；

图8示出了根据本公开的一个方面的其中通风孔屏障通道设置于PCB组件的底部表面上的图6的PCB组件的顶部表面的透视图；

图9示出了根据本公开的一个方面的PCB组件的底部表面和通风孔屏障通道之间的连接的实施例的透视图；

图10示出了根据本公开的一个方面的图3的电池模块的顶视图，其中PCB组件从视图隐藏以示出电池单元流出物的通风路径；

图11示出了根据本公开的一个方面的图3的电池模块和电池单元流出物的通风路径的透视图；和

图12示出了根据本公开的一个方面的当盖设置于下部外壳之上以密封电池模块时图3的电池模块的透视图。

具体实施方式

下文将描述一个或多个具体实施例。为提供对这些实施例的简洁描述，该说明书未描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何此类实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出许多特定于实施方式的决策以达到开发者的特定目标，诸如兼容系统相关和业务相关约束条件，这些约束条件根据实施方式可变化。此外，应当理解，此类开发努力可为复杂的并且耗时的，然而对于受益于本公开的技术人员而言将为设计、制作和制造的例行任务。

本文所描述的电池系统可用于向各种类型的电动车辆(xEV)和其它高电压储能器/消耗应用(例如，电网功率存储系统)提供功率。此类电池系统可包括一个或多个电池模块，每个电池模块具有多个电池单元(例如，锂离子(Li离子)电化学电池)，该多个电池单元布置成提供可用于对例如xEV的一个或多个部件供能的特定电压和/或电流。作为另一个实例，根据这些实施例的电池模块可并入固定式功率系统(例如，非机动车系统)或将功率提供至该固定式功率系统。

根据本公开的电池模块可包括一个或多个单个电池单元，该一个或多个单个电池单元可将加压气体释放至电池模块的外壳中。例如，电化学电池在正常和/或异常操作期间(例如，在过充电期间)可易受热量增加的影响，这可致使内部压力的增加。通风孔可整合于电化学电池中以在某些情况下(例如，当电化学电池中的压力达到或超出阈值时)将加压气体释放至电池模块外壳中。然而，因为电池模块通常包括温度敏感部件(例如，印刷电路板上的电子部件)，所以可期望的是从加压气体屏蔽此类部件或将气体经由预定通风路径重新引导离开电池模块以减轻对敏感电池模块部件的任何损坏。

根据当前实施例，电池模块外壳可包括通风孔结构(例如，通风孔屏障通道、通风腔室、通风孔、模块盖、外壳)，该通风孔结构配置成阻止加压气体接触沿着通风路径设置的温度敏感部件。例如，通风孔屏障可沿着通风路径布置以保护敏感模块部件(例如，电子器件)免受所排出的气体的伤害。此外，通风孔屏障可将所排出的气体重新引导至通风孔腔室和/或朝向期望通风路径以将气体(例如，电池单元流出物)导出离开电池模块，同时避免接触敏感部件(例如，印刷电路板或其它电子部件)。在某些实施例中，通风孔结构可配置成联接至电池模块的印刷电路板(PCB)组件以从加压气体屏蔽PCB组件和以引导气体离开电池模块。

在一方面，本公开包括具有通风孔屏障通道的电池模块的实施例，该通风孔屏障通道配置成阻止从电化学电池所排出的气体接触和/或过度加热电池模块的敏感部件(例如，PCB)。当敏感部件布置于电池单元流出物的直接通风方向(例如，无阻挡通风方向)时，通风孔屏障通道可为期望的。

为便于说明，图1为车辆10的实施例的透视图，车辆10可利用再生制动系统。虽然提出关于具有再生制动系统的车辆的下述讨论，但是本文所描述的技术可适于以电池捕获/存储电能的其它车辆，该其它车辆可包括电动供能车辆和气体供能车辆。

如上文所讨论，将期望的是，电池系统12很大程度上兼容传统车辆设计。因此，电池系统12可放置于车辆10中的已容纳传统电池系统的位置。例如，如所示，车辆10可包括电池系统12，电池系统12类似于典型内燃机车辆的铅酸电池进行布置(例如，在车辆10的引擎盖之下)。此外，如下文将更详细地描述，电池系统12可布置成便于管理电池系统12的温度。例如，在一些实施例中，将电池系统12布置于车辆10的引擎盖之下可允许空气导管将气流引导于电池系统12之上并且冷却电池系统12。

电池系统12的更详细视图示出于图2中。如所示，电池系统12包括储能部件13，储能部件13联接至点火系统14、交流发电机15、车辆控制台16，并且任选地联接至电动机17。一般来讲，储能部件13可捕获/存储车辆10中所生成的电能，并且输出电能以对车辆10中的电气装置供能。

换句话讲，电池系统12可将功率供应至车辆电气系统的部件，这些部件可包括散热器冷却风扇、气候控制系统、电动转向系统、主动悬架系统、自动泊车系统、电动油泵、电动超级/涡轮增压器、电动水泵、加热挡风玻璃/除霜器、车窗升降电机、装饰灯、胎压监测系统、天窗电机控制器、电动座椅、警示系统、信息娱乐系统、导航特征、车道偏离报警系统、电动驻车制动器、外部灯，或其任何组合。说明性地，在所示实施例中，储能部件13将功率供应至车辆控制台16和点火系统14，点火系统14可用于起动(例如，启动)内燃机18。

另外，储能部件13可捕获由交流发电机15和/或电动机17所生成的电能。在一些实施例中，交流发电机15在内燃机18运行时可生成电能。更具体地，交流发电机15可将内燃机18的旋转所产生的机械能转换成电能。另外或另选地，当车辆10包括电动机17时，电动机17通过将车辆10的移动(例如，车轮的旋转)所产生的机械能转换成电能可生成电能。因此，在一些实施例中，储能部件13可捕获由交流发电机15和/或电动机17在再生制动期间所生成的电能。因此，交流发电机15和/或电动机17在本文中一般称为再生制动系统。

为便于捕获和供应电能，储能部件13可经由总线19电性联接至车辆的电力系统。例如，总线19可允许储能部件13接收由交流发电机15和/或电动机17所生成的电能。另外，总线19可允许储能部件13将电能输出至点火系统14和/或车辆控制台16。因此，当使用12伏特电池系统12时，总线19可承载通常在8伏特至18伏特之间的电力。

另外，如所示，储能部件13可包括多个电池模块。例如，在所示实施例中，储能部件13包括锂离子(例如，第一)电池模块20和铅酸(例如，第二)电池模块22，其各自包括一个或多个电池单元。在其它实施例中，储能部件13可包括任何数量的电池模块。另外，虽然锂离子电池模块20和铅酸电池模块22示出为彼此邻近，但是它们可布置于车辆10周围的不同区域。例如，铅酸电池模块22可位于车辆10的内部或其附近，而锂离子电池模块20可位于车辆10的引擎盖之下。

在一些实施例中，储能部件13可包括多个电池模块以利用多种不同电池化学性质。例如，当使用锂离子电池模块20时，可以改善电池系统12的性能，因为锂离子电池化学性质相比于铅酸电池化学性质一般具有更高库仑效率和/或更高功率充电接收率(例如，更高的最大充电电流或充电电压)。因此，可以改善电池系统12的捕获、存储和/或分布效率。

为便于控制电能的捕获和存储，电池系统12可额外包括控制模块24。更具体地，控制模块24可控制电池系统12中的部件的操作，诸如储能部件13、交流发电机15和/或电动机17内的继电器(例如，开关)。例如，控制模块24可调控由每个电池模块20或22所捕获/供应的电能的量(例如，以对电池系统12降低定额和重新定额)，执行电池模块20和22之间的负载平衡，确定每个电池模块20或22的充电状态，确定每个电池模块20或22的温度，控制由交流发电机15和/或电动机17所输出的电压，等等。

因此，控制单元24可包括一个或多个处理器26和一个或多个存储器部件28。更具体地，一个或多个处理器26可包括一个或多个专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一个或多个通用处理器，或其任意组合。另外，一个或多个存储器部件28可包括易失性存储器，诸如随机存取存储器(RAM)，和/或非易失性存储器，诸如只读存储器(ROM)、光驱、硬盘驱动器或固态驱动器。在一些实施例中，控制单元24可包括部分的车辆控制单元(VCU)和/或独立电池控制模块。

如先前所讨论，由于电化学电池流出物气体的积聚，电池模块20的个体电池单元可经历压力累积(例如，在电池单元的过充电期间)。然而，电池模块20可包括对由流出物所致使的温度增加敏感的部件，和/或可被腐蚀或以其它方式受到由流出物的化学构成所致使的损坏的部件。因此，可期望的是，电池模块20中包括通风孔屏障通道以防止接触此类敏感模块部件和/或以沿着期望通风路径重新引导流出物，这可减轻对敏感部件的损坏。现已认识到，沿着流出物的直接通风方向(例如，无阻挡通风方向)布置的通风孔屏障通道可从流出物吸收大部分的热能和动能以及可重新引导流出物离开电池模块20。虽然通风孔屏障通道可能不完全防止敏感部件暴露于流出物，但是可提供增强保护，从而增加电池模块20的寿命。

图3为根据本公开的一些方面的具有通风孔屏障通道的电池模块20的分解透视图。如所示，电池模块20此外可包括下部外壳50、设置于下部外壳50中的电池单元52、封盖组件54、通风孔屏障通道56、印刷电路板(PCB)组件58、第一电池模块端子60、第二电池模块端子62和盖64，等等。下部外壳50和盖64形成电池模块20的外壳体，并且电池单元52、封盖组件54、通风孔屏障通道56和PCB组件58保持于该壳体内。在组装时，第一电池模块端子60和第二电池模块端子62可突出由下部外壳50和盖64所形成的壳体以有利于将外部电气负载附接至电池模块20。在某些实施例中，所示部分(例如，下部外壳50、封盖组件54、通风孔屏障通道56、PCB组件58、端子60和62，以及盖64)的每一者可包括有利于相对紧凑的电池模块20的有效组装的特征。

如所示，电池单元52可在下部外壳50中面对面布置、堆叠，或相对于彼此定向。例如，电池单元52的叠堆可包括累积长度65。因此，模块外壳50可包括对应长度67，对应长度67配置成接纳叠堆和允许该叠堆装配于外壳50内。电池单元52可串行联接于电池模块20内以提供期望电压输出。例如，为输出大约48V的期望电压，十三个所示电池单元52的每一者可配置成提供大约3.5V至3.9V范围内的电压。虽然所示实施例包括十三个电池单元52，但是电池模块20可包括任何数量的串行、并行或其组合联接在一起的单个电池单元52来以期望容量提供期望电压输出。在某些实施例中，封盖组件54可包括这样的特征(例如，汇流条)，这些特征配置成将电池单元52彼此电性联接。另外，封盖组件54可包括另一些电性连接件，该另一电性连接件配置成将电池单元52的叠堆电性联接至第一电池模块端子60和第二电池模块端子62。

如上文所讨论，在某些条件下，电池单元52可将气体(例如，电池单元流出物)放出至电池模块20的壳体中。在某些实施例中，当单个电池单元52内的压力达到阈值时，电池单元52可配置成放出积聚气体(例如，电池单元流出物)。例如，当单个电池单元52被过充电时，单个电池单元52中的压力可增加。因此，当压力达到阈值时，单个电池单元52的通风孔66可打开(例如，由于施加于通风孔66上的压力)，从而允许气体沿着通风路径68进入电池模块20的壳体。如图3的所示实施例中所示，PCB组件58可沿着电池单元52的直接通风方向(例如，无阻挡通风方向)设置。如本文所用，直接通风方向和/或无阻挡通风方向是指当通风孔屏障通道56不在电池单元52的通风孔66和PCB组件58之间时流出物将采用的路径。

为减轻对PCB组件58的敏感电气部件的损坏，通风孔屏障通道56可沿着电池单元52和PCB组件58之间的通风路径68直接地布置。在某些实施例中，通风孔屏障通道56可紧邻于PCB组件58(例如，通风孔屏障通道56和PCB组件58之间无空间和/或居间零件)。因此，通风孔屏障通道56可阻止气体(例如，电池单元流出物)接触PCB组件58和设置于PCB组件58上的任何敏感电子部件。在某些实施例中，通风孔屏障通道56可配置成沿着期望路径引导气体，该期望路径将气体引出电池模块20。例如，期望路径可基本上与PCB组件58的敏感电子部件以及电池模块20中可受气体影响的任何其它部件隔离。气体可流出电池模块20的期望路径在下文参考图9和图10进行更详细地讨论。

为有利于当前实施例的讨论，图4示出了电池模块20的电池单元52之一的实施例。在棱柱形电池配置中，如图4所示，电池单元52包括顶部部分80和电池通风孔66，顶部部分80具有至少一个电池端子82(所示实施例在顶部部分80上具有两个电池端子82)，电池通风孔66配置成允许加压气体在通风情形期间(例如，当电池中的压力达到或超出阈值时)逸出。图4的所示电池单元52还包括对应于电池单元52的壳体88的最宽广部分的第一表面84和第二表面86。底部部分90基本上与顶部部分80相对，并且在一些实施例中可包括取代顶部部分80上的电池通风孔66的电池通风孔66。表面84和86在顶部部分80和底部部分90之间延伸，并且由第一侧面92和第二侧面94联接。第一侧面92和第二侧面94可为直线的、圆形的，或任何其它合适几何形状。电池单元52的壳体88(例如，罐或外壳)(其容纳电池单元52的有源电化学元件)可为聚合物、金属、复合物，或任何其它合适材料。另外，应当指出的是，当前实施例不限于具有棱柱形电池单元配置的电池模块20，而且旨在包括其中电池单元52为袋型电池单元、圆柱形电池单元等的实施例。

如参考图3和图4可理解，通风路径68的总体方向可致使放出气体(例如，加热CO₂、加热蒸发溶剂)接触和/或加热电池模块20中的敏感电子部件，从而致使敏感电子部件退化。为减轻这些不期望效应，通风孔屏障通道56可沿着电池单元流出物的通风路径整合至电池模块20中，使得电池单元流出物在电子部件之前接触通风孔屏障通道56。另外，通风孔屏障通道56可包括特征以包含和引导放出气体，使得其不仅接触通风孔屏障通道56并且然后立即接触被保护的敏感电子部件。

例如，图5示出了通风孔屏障通道56的一个实施例的透视图，通风孔屏障通道56可用于屏蔽电池模块20中的敏感电子部件免于遭受电池单元流出物。如图5的所示实施例中所示，通风孔屏障通道56包括第一表面100，第一表面100配置成当电池模块20被组装时面向电池单元52的通风孔66。另外，通风孔屏障通道56可包括宽度102和长度104。在某些实施例中，通风孔屏障通道56的宽度102可基本上与单个电池单元52的顶部部分80的长度相同。在其它实施例中，宽度102可覆盖电池单元52的通风孔区域，但可使端子82未被覆盖以有利于电池单元52的电互连。另外，通风孔屏障通道56的长度104可对应于电池单元52的叠堆的长度65(例如，电池单元叠堆中的每个电池单元52的顶部部分80的宽度之和)。

通风孔屏障通道56还可包括第一侧面106、第二侧面108、第三侧面110和第四侧面112。在某些实施例中，侧面106、108、110和112可用作密封机构以简略地捕集通风孔屏障通道56内的气体和将该气体朝向期望路径引导。例如，侧面106、108、110、112和第一表面100可形成盖，该盖可放置于电池模块20的电池单元52(或其区域)之上。因此，随着气体(例如，电池单元流出物)从电池单元通风孔66放出，该气体可被捕集于通风孔屏障通道56内并且被阻止接触PCB组件58。虽然可不形成密封，但这可足以避免气体接触通风孔屏障通道56并且此后随即接触受保护敏感部件。如所示实施例中所示，通风孔屏障通道56包括由表面100和侧面106、108、110、112所形成的五壁多边形形状。在其它实施例中，通风孔屏障通道56可包括另一合适形状以阻止电池单元流出物接触PCB组件58。通风孔屏障通道56可形成自平坦金属件，该平坦金属件的边缘向下弯曲以形成侧面106、108、110和112。另外，侧面106、108、110和112的边缘可焊接在一起。在一些实施例中，第一侧面106和第二侧面108在整个长度104上可包括基本恒定的高度(例如，第一侧面106和第二侧面108的高度基本上未渐缩)。

随着气体(例如，电池单元流出物)开始累积于通风孔屏障通道56内，气体可朝向(例如，沿着)期望通风路径被引导离开通风孔屏障通道56。例如，侧面110和/或112可包括开口，该开口连通地联接至气体的期望通风路径。期望通风路径可配置成防止气体接触电池模块20内的PCB组件58和/或任何其它敏感电子部件。在某些实施例中，期望通风路径可导向电池模块20的通风孔端口，该通风孔端口使得气体最终从电池模块20排出。

此外，在某些实施例中，通风孔屏障通道56可包括导热材料(例如，金属、陶瓷)，该导热材料从放出气体(例如，电池单元流出物)吸收热能。另外，通风孔屏障通道56可配置成将热能分散横穿第一表面100以减轻对电池模块20的其它部件的热分布。因此，通风孔屏障通道56限制了将电池模块20中的PCB组件58和其它敏感电子部件暴露于较高温度的气体。在其它实施例中，通风孔屏障通道56可包括非导电材料，该非导电材料可配置成吸收热能和/或基本上阻止热能影响PCB组件58。另外，电池单元流出物可包括电解质溶剂，该电解质溶剂可使PCB组件58的材料退化。通风孔屏障通道56可基本上防止流出物接触PCB组件58，并且从而防止其降解。因此，在某些实施例中，通风孔屏障通道56可包括耐受化学降解的材料(例如，耐化学性塑料或其它材料的涂层)和可赋予电池模块20增强的化学稳定性。

因此，通风孔屏障通道56可在第一表面100上包括一个或多个间隔件114。在某些实施例中，间隔件114可配置成接触电池单元52的顶部部分80，使得足够大的开口(例如，间隙)形成于通风孔66和第一表面100之间。开口可为期望的，使得电池单元52的通风孔66具有足够空间来部署，并且使得电池单元流出物可以以最小阻碍从电池单元52逸出。虽然图5的所示实施例示出了具有四个间隔件114的通风孔屏障通道56，但是在其它实施例中，通风孔屏障通道56可包括四个以上的间隔件114(例如，5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个)。在又一些实施例中，通风孔屏障通道56可包括四个以下的间隔件114(例如，3个、2个、1个或没有)。

在某些实施例中，间隔件114可包括与通风孔屏障通道56相同的材料(例如，可一体形成)。在其它实施例中，间隔件114可为固定至通风孔屏障通道56的第一表面100上(例如，经由粘合剂或紧固件)的单独部件。在此类实施例中，间隔件114可包括不同于通风孔屏障通道56的材料的非导电材料或导电材料。此外，间隔件114还可用于将通风孔屏障通道56联接至PCB组件58的表面(例如，面向电池单元52的通风孔66的表面)。例如，间隔件114可作用为紧固件或搭锁，该紧固件或搭锁将通风孔屏障通道56固定和/或联接至PCB组件58的表面。

如上文所讨论，将通风孔屏障通道56布置于PCB组件58和电池单元52的通风孔66之间可减轻对PCB组件58的损坏。图6示出了设置于电池单元52的通风孔66之上以阻止电池单元流出物接触PCB组件58的通风孔屏障通道56的端视图。如所示实施例中所示，通风孔屏障通道56可在电池单元52和PCB组件58之间形成密封腔室116。在某些实施例中，通风孔屏障通道56可包括第一侧面106和第二侧面108以及电池单元52的顶部部分80之间的绝缘带118。例如，通过去除通风孔屏障通道56和电池单元52的顶部部分80之间的任何间隙或开口，绝缘带118可防止电池单元流出物从密封腔室116逸出。因此，电池单元流出物从通风孔66排出并且进入密封腔室116中。然后，密封腔室116可沿着期望通风路径引导电池单元流出物并且可防止电池单元流出物接触PCB组件58。

在某些实施例中，可期望的是，通过减少安装于电池模块20中的部件的数量(例如，将PCB组件58与通风孔屏障通道56整合)，将通风孔屏障通道56联接至PCB组件58以有利于电池模块20的组装。例如，图7示出了设置于PCB组件58的底部表面120(例如，面向电池单元52的通风孔66的表面)之上的通风孔屏障通道56的透视图。如图7的所示实施例中所示，通风孔屏障通道56的第二表面122可联接至PCB组件58的底部表面120。例如，通风孔屏障通道56可经由紧固件(例如，铆钉、螺杆、螺栓)、粘合剂(例如，胶水)或焊接(例如，激光焊接)联接至PCB组件58。在某些实施例中，PCB组件58的底部表面120可大于通风孔屏障通道56的第一表面100和第二表面122。然而，通风孔屏障通道56仍可基本上阻止电池单元流出物接触PCB组件58上的敏感电子部件，因为通风孔屏障通道56可在单元通风孔66之上形成密封腔室116。因此，密封腔室116可引导流出物远离PCB组件58并且朝向期望通风路径。

PCB组件58可包括敏感部件，该敏感部件可最终由于接触电池单元流出物而损坏。图8示出了PCB组件58的顶部表面130和附接至其上的电子部件的透视图。另外，图8示出了设置于PCB组件58的底部表面120上的通风孔屏障通道56。在图8的所示实施例中，PCB组件58的顶部表面130和/或底部表面120包括各种电子部件132，电子部件132可以是对电池单元流出物敏感的。此类电子部件可用于执行相对于电池模块20的操作的各种功能。例如，PCB组件58的电子部件可包括一个或多个处理器和/或传感器，该一个或多个处理器和/或传感器配置成监测电池模块20和/或电池单元52的温度和/或电压。另外，PCB组件58可包括各种电连接器，这些电连接器允许PCB组件58与其它电子部件(例如，电池控制系统或控制器)通信。因为电气部件132可对高温度以及电池单元流出物中所存在的化学品敏感，所以当电池单元流出物从电池单元52放出时(例如，当电池单元52过充电时)，通风孔屏障通道56可直接布置于一些或所有的这些电子器件之下以减轻对电气部件132的损坏。

如上文所讨论，为将通风孔屏障通道56布置于通风孔66和PCB组件58之间，通风孔屏障通道56可联接(例如，附接)至PCB组件58。图9示出了PCB组件58的底部表面120和通风孔屏障通道56之间的连接件的实施例的透视图。如图9的所示实施例中所示，PCB组件58可包括设置于底部表面120上的一个或多个突出部140。在某些实施例中，突出部140可包括导电材料，使得突出部可被焊接(例如，激光焊接)至通风孔屏障通道56。在其它实施例中，突出部140可包括非导电材料。例如，通风孔屏障通道56可包括一个或多个狭槽或凹槽，该一个或多个狭槽或凹槽配置成接纳并固定突出部140，使得在突出部140和通风孔屏障通道56之间未形成焊接。即，突出部140可配置成将通风孔屏障通道56经由物理固定方法(诸如摩擦过盈配合、夹具、铰链等)固定至PCB组件58的底部表面120。在又一些实施例中，如上文所讨论，通风孔屏障通道56还可经由间隔件114固定至PCB组件58的底部表面120。

应当指出的是，虽然图9的所示实施例示出了设置于PCB组件58的底部表面120上的两个突出部140，但是PCB组件58可包括任何合适数量的突出部，这些突出部使得通风孔屏障通道56被固定至PCB组件58。因此，通风孔屏障通道56可阻止流出物接触电气部件132，并且因此，可延长电池模块20的寿命。另外，将通风孔屏障通道56联接至PCB组件58可简化整体电池模块20的组装过程(例如，通过将通风孔屏障通道56和PCB组件58组合成单个部件，该单个部件安装于电池模块20中)。

通风孔屏障通道56可沿着预定通风路径引导电池单元流出物，使得电池单元流出物和PCB组件58之间的接触最小化。图10示出了当通风孔屏障通道56布置于电池单元52之上并且PCB组件58从视图隐藏以示出电池单元流出物的期望通风路径160时电池模块20的顶视图。如所示实施例中所示，沿着期望通风路径160所引导的电池单元流出物可从电池单元52的通风孔66流至开口162，开口162可形成于下部外壳50中。如图10所示，流出物从电池单元52的通风孔66释放并且开始直接向上朝向通风孔屏障通道56移动。因此，因为通风孔屏障通道56对流出物基本上是不可渗透的(例如，通风孔屏障通道56不包括显著间隙或开口)，所以通风孔屏障通道56可在流出物到达PCB组件58之前阻止流出物向上移动。通风孔屏障通道56可沿着期望通风路径160将电池单元流出物朝向开口162引导和引导其离开电池模块20。流出物可以多种方式由xEV 10处理，包括但不限于从电池模块20被引导通过xEV10的通风软管并且至大气环境。

为引导流出物朝向期望通风路径160，压力差可产生于通风孔屏障通道56的端部164和下部外壳50中的开口162之间。例如，随着流出物从通风孔66释放，流出物可积聚于电池单元52和通风孔屏障通道56之间(例如，密封腔室116中)。电池单元52和通风孔屏障通道56之间的密封腔室116中的压力可随着流出物积聚而增大。当已发生特定水平的积聚时，电池单元52和通风孔屏障通道56之间的压力可大于电池模块外部(例如，通过开口162)的压力。因此，流出物可从较高压力流至较低压力，并且因此从电池单元52和通风孔屏障通道56之间流至开口162。在其它实施例中，电池模块20和/或下部外壳50可包括通风孔腔室，该通风孔腔室与期望通风路径160连通地联接。在此类实施例中，电池单元流出物在通过开口162离开电池模块20之前可从通风孔屏障通道56和电池单元52之间的区域被朝向通风孔腔室引导。

图11示出了电池模块和流出物的期望通风路径160的示意性透视图。如图11的所示实施例中所示，流出物被捕集于电池单元52和通风孔屏障通道56之间的密封腔室116中，使得该流出物可不接触PCB组件58和电子部件132。应当指出的是，虽然开口162示出处于图11的下部外壳50上的位置，但是开口162可布置于任何合适位置以将流出物引导离开电池模块20，同时阻止流出物接触PCB组件58。

图11的所示实施例还将开口162示出为圆形孔。在其它实施例中，开口162可为方形、矩形、三角形或任何其它合适形状。在又一些实施例中，开口162可包括端口(例如，带倒钩配件)或其它机构，所述端口或其他机构可联接软管或管。另外或另选地，其它端口可布置于电池模块20的类似或不同区域，诸如顶部或另一侧。然后，软管或管可用于从开口162引导电池单元流出物并且引导离开例如车辆10。

通风配置还可相对于图12来理解，图12示出了电池模块20的透视图，此时盖64设置于下部外壳50之上以密封电池模块20。如图12所示，开口162包括具有带倒钩配件170的端口，带倒钩配件170配置成固定软管或管，该软管或管可将流出物引导至期望位置(例如，xEV 10的外部)。

所公开实施例中的一个或多个(单独或组合)可提供对制造电池模块和电池模块的部分有用的一个或多个技术效果。例如，在一方面，现已认识到，电池模块中的电池单元可放出热流出物气体(例如，当电池单元过充电时)，并且此类气体可物理地影响电池模块的电气部件。现还已认识到，所放出的材料还可将热能赋予电气部件，并且因而，置于电气部件上的物理应力、化学应力和热应力可导致其退化，从而减小电池模块的可靠性和/或寿命。为减轻这些不期望的效果和为提供其它优点和技术效果，本公开利用了整合于印刷电路板上的通风孔屏障通道，该印刷电路板配置成电性连接至电池模块中的电池单元。通风孔屏障通道可配置成从气体吸收并耗散动能和热能以减轻对电池模块中的印刷电路板和其它电子部件的损坏。此外，通风孔屏障通道可配置成引导所放出的气体朝向期望通风路径和使其离开电池模块。应当指出的是，本说明书中所描述的实施例可具有其它技术效果，并且可解决其它技术问题。

上文所描述的具体实施例已通过实例的方式示出，并且应当理解，这些实施例可容易有各种修改和另选形式。还应当理解，权利要求书不旨在限于所公开的特定形式，而是覆盖落入本公开的精神和范围内的所有修改、等同物和替代形式。

Claims (28)

1.一种电池模块，所述电池模块包括：

外壳，所述外壳包括封盖；

电池单元，所述电池单元设置于所述外壳中并且包括电池单元端子和电池单元通风孔，其中所述电池单元端子和所述电池单元通风孔处于所述电池单元的端部上，并且所述电池单元通风孔配置成将电池单元流出物排出至所述外壳中；

印刷电路板，所述印刷电路板设置于所述外壳中，其中所述印刷电路板布置于所述电池单元流出物的直接通风方向上；

通风孔屏障通道，所述通风孔屏障通道沿着所述电池单元流出物的所述直接通风方向布置于所述电池单元通风孔和所述印刷电路板之间，其中所述通风孔屏障通道紧邻于所述印刷电路板以使得所述通风孔屏障通道与所述印刷电路板之间无空间和/或居间零件，并且所述通风孔屏障通道配置成阻止所述电池单元流出物接触所述印刷电路板和沿着期望通风路径重新引导所述电池单元流出物；和

模块通风孔，所述模块通风孔连通地联接至所述期望通风路径并且配置成引导所述电池单元流出物离开所述电池模块。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述通风孔屏障通道形成在所述电池单元通风孔和所述通风孔屏障通道之间的密封腔室。

3.根据权利要求2所述的电池模块，包括绝缘带，所述绝缘带设置于所述通风孔屏障通道和所述电池单元的所述端部之间，并且其中所述绝缘带配置成形成所述密封腔室。

4.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述通风孔屏障通道直接安装到所述印刷电路板的面向所述电池单元通风孔的表面上。

5.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述印刷电路板的表面包括突出部，所述突出部将所述通风孔屏障通道固定至所述印刷电路板。

6.根据权利要求5所述的电池模块，其中所述突出部被焊接至所述通风孔屏障通道。

7.根据权利要求5所述的电池模块，其中所述突出部延伸至所述通风孔屏障通道的狭槽中。

8.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述通风孔屏障通道包括导热材料。

9.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述通风孔屏障通道包括一个或多个间隔件，所述一个或多个间隔件在所述电池单元通风孔和所述通风孔屏障通道的联接至所述印刷电路板的表面之间形成间隙。

10.根据权利要求9所述的电池模块，其中所述间隔件包括非导电材料。

11.根据权利要求9所述的电池模块，其中所述间隔件配置成将所述通风孔屏障通道联接至所述印刷电路板。

12.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述电池单元为锂离子电池单元。

13.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述印刷电路板包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器配置成监测所述电池模块的温度或电压。

14.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述通风孔屏障通道覆盖所述电池单元通风孔，使得所述电池单元端子被暴露。

15.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述通风孔屏障通道包括第一壁、第二壁和第三壁，其中所述第一壁布置成基本平行于所述印刷电路板，所述第二壁基本垂直于所述第一壁并且联接至所述第一壁的第一端部，并且所述第三壁基本垂直于所述第一壁，基本平行于所述第二壁并且联接至所述第一壁的第二端部。

16.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述印刷电路板布置于所述通风孔屏障通道之上，所述通风孔屏障通道布置于所述电池单元的顶部之上，并且所述电池单元的底部布置于所述外壳的底部之上。

17.一种锂离子电池模块，所述锂离子电池模块包括：

外壳；

设置于所述外壳中的棱柱形锂离子电池单元叠堆，其中所述棱柱形锂离子电池单元叠堆的每个电池单元包括电池单元端子和电池单元通风孔，并且所述棱柱形锂离子电池单元叠堆的每个电池单元的所述电池单元通风孔配置成在直接通风方向上排出电池单元流出物；

封盖组件，所述封盖组件设置于所述外壳中并且配置成将所述棱柱形锂离子电池单元叠堆的第一电池单元电性联接至所述棱柱形锂离子电池单元叠堆的第二电池单元；

设置于所述外壳中的印刷电路板，其中所述印刷电路板沿着所述棱柱形锂离子电池单元叠堆的所述直接通风方向布置；和

固定地联接至所述印刷电路板的表面的通风孔屏障通道，其中所述通风孔屏障通道布置于所述棱柱形锂离子电池单元叠堆的所有电池单元的相应的所述电池单元通风孔和所述印刷电路板之间，使得所述通风孔屏障通道配置成阻止电池单元流出物接触所述印刷电路板，并且其中所述通风孔屏障通道配置成重新引导所述电池单元流出物朝向通风孔，所述通风孔连通地联接至所述通风孔屏障通道并且配置成引导所述电池单元流出物离开所述电池模块。

18.根据权利要求17所述的电池模块，其中所述印刷电路板的所述表面包括突出部，所述突出部将所述通风孔屏障通道固定至所述印刷电路板。

19.根据权利要求18所述的电池模块，其中所述突出部被焊接至所述通风孔屏障通道。

20.根据权利要求18所述的电池模块，其中所述突出部延伸至所述通风孔屏障通道的狭槽中。

21.根据权利要求17所述的电池模块，包括绝缘带，所述绝缘带设置于所述通风孔屏障通道和所述棱柱形锂离子电池单元叠堆的所有电池单元之间，并且其中所述绝缘带配置成形成密封腔室。

22.根据权利要求17所述的电池模块，其中所述通风孔屏障通道包括导热材料。

23.一种电池模块，所述电池模块包括：

布置于电池单元叠堆和印刷电路板之间的通风孔屏障通道，其中所述电池单元叠堆的每个电池单元包括电池单元通风孔和电池单元端子，所述电池单元叠堆的每个电池单元的所述电池单元通风孔配置成将电池单元流出物排出至所述电池模块的外壳中，并且所述通风孔屏障通道配置成阻止所述电池单元流出物接触所述印刷电路板和重新引导所述电池单元流出物朝向期望通风路径。

24.根据权利要求23所述的电池模块，包括封盖组件，所述封盖组件设置于所述电池单元叠堆之上并且配置成将所述电池单元叠堆电性联接至电池模块端子，其中所述电池模块端子配置成对负载供应功率。

25.根据权利要求24所述的电池模块，其中所述封盖组件将所述电池单元叠堆的第一电池单元串行电性联接至所述电池单元叠堆的第二电池单元。

26.根据权利要求23所述的电池模块，包括绝缘带，所述绝缘带设置于所述通风孔屏障通道和所述电池单元叠堆之间，并且其中所述绝缘带配置成形成密封腔室。

27.根据权利要求23所述的电池模块，其中所述印刷电路板包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器配置成监测所述电池模块的温度和电压中的一者或两者。

28.根据权利要求23所述的电池模块，其中所述通风孔屏障通道固定地直接联接至所述印刷电路板以阻止所述电池单元流出物接触所述印刷电路板并重新引导所述电池单元流出物朝向期望通风路径。