具有用於抑制和中和酸的浸漬有鹼的吸收劑層的電池結構的製作方法

2023-04-24 17:51:21

本公開涉及用於車輛電池的保護性電池系統結構。

背景技術：

包括電動車輛的車輛使用諸如12V鉛酸電池的電池。由於車輛設計和設計約束的變化，這些電池可被封裝於包括後備箱、乘客艙或座位下方的各種位置。

技術實現要素：

一種車輛電池系統包括具有酸性電解液的電池、被構造成支撐電池的電池託盤和袋(pouch)。所述袋具有底部和多個側壁以限定具有容納電池的尺寸的空間。每個側壁包括含有鹼的吸收劑層和不會滲透電解液和鹼的外層。所述多個側壁中的一個側壁包括楔塊，所述楔塊被構造為與電池的底部邊緣和電池託盤配合，以將電池固定到電池託盤上。

楔塊可限定有孔，所述孔大致與電池託盤的螺紋接納部對齊，且被構造為允許螺栓穿過所述孔，以將楔塊固定到託盤。楔塊可限定有槽，所述槽大致與電池託盤的螺紋接納部對齊，且被構造為允許螺栓穿過所述槽，以將楔塊固定到託盤。所述車輛電池系統還可包括頂壁，所述頂壁從所述多個側壁中的一個側壁延伸出來並具有摺疊在電池的頂部之上的尺寸且被構造成能夠摺疊在電池的頂部之上。頂壁還可限定有大致與電池的端子對齊的兩個開口，以允許電池的端子穿過所述兩個開口。兩個相對的側壁可延伸超過電池的高度，使得所述兩個相對的側壁在摺疊在電池的頂部之上時可以連接到一起。所述兩個相對的側壁限定有被構造為把手以便於提升袋的兩個槽。所述鹼可以是鹼金屬的碳酸鹽或氫氧化物或鹼土金屬的碳酸鹽或氫氧化物。吸收劑層可以是氈製品。外層可以是烯烴聚合物。

一種車輛包括內部隔室、具有酸性電解液的電池、設置在內部隔室內且被構造成支撐電池的電池託盤以及袋。袋具有底部和多個側壁以限定具有容 納電池的尺寸的空間。每個側壁包括含有鹼的吸收劑層和不會滲透電解液和鹼的外層。兩個相對的側壁延伸超過電池的高度，使得所述兩個相對的側壁在摺疊在電池的頂部之上時連接到一起。

鹼可以是鹼金屬的碳酸鹽或氫氧化物或鹼土金屬的碳酸鹽或氫氧化物。所述兩個相對的側壁可限定有被構造為把手以便於提升袋的兩個槽。內部隔室可以是行李箱或乘客艙。所述多個側壁中的一個側壁可包括楔塊，所述楔塊被構造為與電池的底部邊緣和託盤配合，以將電池固定到託盤。楔塊可限定有孔，所述孔大致與託盤的螺紋接納部對齊，且被構造為允許螺栓穿過所述孔，以將楔塊固定到託盤。

一種車輛電池的袋裝置包括具有多個側壁、底壁和頂壁以限定具有容納電池的尺寸的空間的袋。每個壁包括含有鹼的吸收劑層和不會滲透酸和鹼的外層。頂壁從所述多個側壁中的一個側壁延伸出來並被構造成摺疊在電池的頂部之上。

頂壁還可限定有大致與電池的端子對齊的兩個開口，以允許電池的端子穿過所述開口。所述多個側壁中的一個側壁可包括楔塊，所述楔塊被構造為與電池的底部邊緣和電池託盤配合，以將電池固定到託盤。楔塊可限定有孔，所述孔大致與託盤的螺紋接納部對齊，且被構造為允許螺栓穿過所述孔，以將楔塊固定到託盤。

附圖說明

圖1A是示例性的電池系統的分解圖，所述電池系統包括電池、電池託盤和具有一體式楔塊的電池袋。

圖1B是示例性的電池系統的透視圖。

圖1C是電池袋的層的放大截面視圖。

圖2A是示例性的電池系統的分解圖，所述電池系統包括電池、電池託盤和具有一體式把手的電池袋。

圖2B是示例性的電池系統的透視圖。

具體實施方式

結合圖公開了示出的實施例。然而，應理解公開的實施例意圖僅為可以採用各種和替代的形式實施的示例。附圖無需按比例繪製；可誇大或最小化 一些特徵以顯示特定部件的細節。在此所公開的具體結構和功能細節不應解釋為限制，而僅為用於教導本領域技術人員如何實踐所公開的構思的代表性基礎。

由於車輛設計變化，因此電池的位置也會變化。一些車輛被設計有位於車輛的乘客艙或行李艙的車輛電池，所述車輛電池包括富液式鉛酸電池。這種布局對維護人員來說可能需要特別的考慮，維護人員可能被要求移除電池，而不使電解液洩漏到周圍的車廂或結構。一種示例性的結構是已浸漬有中和性鹼性物質的多層布式的容器或袋。袋可被構造用於保持電池中的電解液的體積，且可包括延伸的側壁，以提供濺出預防。具有外層和吸收劑層的袋的外部還可向電池提供與瞬時溫度的隔離。雖然電池袋被預期用於比如12V鉛酸電池的低電壓電池，但可被用於包括低電壓鋰離子電池的各種電池技術。

圖1A和圖1C是示例性的電池系統100的分解圖和電池袋的層的截面視圖，所述電池系統100包括電池110、電池託盤132和具有一體式楔塊126的電池袋102。電池袋102包括外層104和吸收劑層106。外層104不會滲透諸如酸性電池電解液和鹼(base)的化學製品，所述鹼比如鹼金屬的碳酸鹽或氫氧化物或鹼土金屬的碳酸鹽或氫氧化物。鹼金屬碳酸鹽的示例是碳酸氫鈉(NaHCO3)。鹼土金屬碳酸鹽的示例是碳酸鈣(CaCO3)。鹼金屬氫氧化物的示例是氫氧化鈉(NaOH)。鹼土金屬氫氧化物的示例是氫氧化鈣(Ca(OH)2)。外層104可包括包含諸如聚丙烯或聚乙烯的烯烴聚合物的聚合物。吸收劑層106可包括諸如羊毛氈、棉氈、木纖維氈或聚丙烯腈氈的氈製品。吸收劑層可被鹼浸溼或浸漬，以使酸性電池電解液的任何洩漏、濺出或溢出將被相應的鹼中和。吸收劑層106還可包括被構造為當被電池的電解液活化時形成凝膠的物質。電池袋102還可包括內層108，所述內層108可以是允許諸如酸性電池電解液的流體通過的半滲透膜。半滲透膜可包括聚醯胺或諸如聚丙烯或聚乙烯的烯烴聚合物。一旦電池酸液通過所述膜，酸液可與吸收劑層106內的化學製品或物質發生反應，以形成更大的分子，從而將流體限制在吸收劑層106中。

在該示例性說明中，袋102包括頂部翻板(flap)或頂壁112，所述頂壁112可限定孔，所述孔諸如用於第一端子的第一孔114A和用於第二端子的第二孔114B。第一端子和第二端子包括正極端子和負極端子。頂部112被構造成覆蓋電池110的頂部，使得電池的端子與孔114A和114B對齊，並可通過 孔114A和114B而接近電池的端子。袋102包括底壁或底部116以及側壁118、120、122和124。底部116和側壁118、120、122及124被密封為包含電池所含之物(contents)。在該示例性說明中，袋102的前部的壁包括也被稱為楔塊的滑動楔126。楔塊126可與外層104成為一體，或者它可被連接到袋102。楔塊126被構造為與電池邊緣128配合，以將電池固定到電池託盤132。楔塊126可包括孔130，並與電池託盤132上的斜坡部134對齊，所述孔130被構造為允許螺栓138通過使用螺紋接納部136而將楔塊126和電池110固定到電池託盤132。雖然楔塊126被示出在袋102的前部上，但楔塊126可被定位於電池袋102的其他側壁118、120、122和124中的任何一個上，以使楔塊126接合電池邊緣並與位於電池託盤132的對應側部上的斜坡部134對齊。

圖1B是示例性的電池系統150的透視圖。示出了電池系統150被組裝成具有可通過孔而接近的端子，然而，其他實施例可能不包含孔，來自於車輛的電纜可與電池連接，隨後頂部翻板將被固定在端子和電纜之上，從而端子和電纜可通過側壁118和頂部112之間的間隙或側壁120和頂部112之間的間隙而被接近。袋可被構造為保持所有的電解液或大量體積的電解液。

在另一實施例中，頂部112可不具有孔，但可被構造為使得電池電纜通過頂部112和側壁118、120、122之間的開口而接近電池端子。頂部112可包括選擇性地連接頂部112和側壁122的裝置。所述裝置可包括磁性元件、鉤和環緊固件、卡扣、按鈕或扭轉機構，以連接頂部112與側壁118、120和122。

電池袋102的外層104可包括在電池110的壁和電池袋102的外表面之間限定多個空隙的脊。吸收劑層106可設置於連續的脊之間的空隙內以及電池110的壁和電池袋102的外表面之間的空隙內。由於電池的壁和脊之間的阻力可能小於電池110的壁和吸收劑層106的區域之間的阻力，所以該實施例可改善袋102內的電池110的裝配。脊可被構造為從外層104的表面形成T形形狀，以使吸收劑層106可設置於連續的脊之間的空隙內和電池110的壁和電池袋102的外表面之間的空隙內，且在將電池110插入袋102和從袋102移除電池110期間T形結構通常將吸收劑層106保持在適當的位置。

另一實施例可包括用於外層104和吸收劑層106的多個附著點。附著點可包括電池袋102的外層104和吸收劑層106的絎縫紋(quilting)。另一實 施例可包括外層104和內層108的多個附著點。所述附著點可包括外層104和內層108的絎縫紋，以使吸收劑層106和浸漬於吸收劑層106內的物質大致被均勻地保持。

圖2A是示例性的電池系統200的分解圖，所述電池系統200包括電池220、電池託盤226和具有一體式把手216A和216B的電池袋202。袋202包括還被稱為底部的底壁224和側壁204、206、208及210。底部224和側壁204、206、208及210被密封以包含電池所含之物。在該示例性說明中，相對的側壁204和206延伸超過電池220的高度和其他側壁208和210的高度。延伸超過其他側壁208和210的高度的頂部翻板212和214被構造為摺疊以將它們固定在適當的位置。翻板212和214被示出為包括第一把手216A和第二把手216B(通常被稱作把手)，把手216A和216B與袋成為一體以輔助提升電池220。翻板212和214還具有當翻板212和214被摺疊時允許接近第一端子222A和第二端子222B(通常被稱作電池的端子)的尺寸和定位。示出了把手216A被構造有選擇性地連接翻板212和翻板214的裝置218。裝置218可包括磁性元件、鉤和環緊固件、卡扣、按鈕或扭轉機構，以連接翻板212和翻板214。

圖2B是示例性的電池系統250的透視圖。示出了電池系統250被組裝為具有可通過把手216A和216B而接近的端子。然而，來自車輛的電池電纜可與電池連接，隨後頂部翻板212和214可被固定在端子和電纜之上，從而端子和電纜可經由前部的側壁208與頂部翻板212和214之間的間隙或後部的側壁210與頂部翻板212和214之間的間隙而被接近。

在說明書中使用的詞語是描述性詞語而非限制性詞語，應該理解，在不脫離本公開的精神和範圍的情況下能夠進行各種變化。如前所述，各個實施例的特徵可組合，以形成本發明可能沒有明確描述或說明的進一步的實施例。雖然各個實施例能被描述為提供優點或者在一個或更多個期望特性方面優於其它實施例或現有技術實施方式，但是本領域的普通技術人員認識到，根據具體應用和實施方式，一個或更多個特徵或特性可被折衷，以實現期望的總體系統屬性。這些屬性可包括但是不限於成本、強度、耐用性、生命周期成本、可銷售性、外觀、封裝、尺寸、可維護性、重量、可製造性、易組裝性等。這樣，被描述為在一個或更多個特性方面不如其它實施例或現有技術實施方式合意的實施例不在本公開的範圍之外，且可期望用於特定應用。